Россия
Красноярск, Красноярский край, Россия
Красноярск, Россия
Красноярский край, Россия
Красноярский край, Россия
Цель исследования – разработка нового способа производства зернового хлеба «Пантовый» с повышенной пищевой ценности. Приведены материалы выполненных патентных исследований существующих технологий и рецептур производства зернового хлеба по российским и зарубежным информационным базам, по результатам которых разработан новый способ производства зернового хлеба пантовый, обладающего повышенной пищевой ценностью, авторские права на который защищены патентом РФ № 2766692 «Способ производства зернового хлеба пантовый». Решаемой научно-технической задачей изобретения является разработка новой технологии производства зернового хлеба «Пантовый», который включает использование известных способов производства зернового хлеба с применением раствора поваренной соли, суспензии прессованных дрожжей и измельчением зерна, при решении технической задачи дополнительно в компонентный состав рецептуры введено зерно пшеницы биоактивированное в 1,5 %-м водно-спиртовом экстракте из пантов оленей северных до ростков не более 2,0 мм. Контрольный и опытные образцы хлеба были приготовлены по безопарному способу с использованием серийно выпускаемого технологического оборудования. Выполненные экспериментальные исследования опытных образцов зернового хлеба пантового по органолептическим и физико-химическим показателям качества показали, что разработанный зерновой хлеб «Пантовый» соответствует требованиям ГОСТ 32677-2014 «Изделия хлебобулочные. Термины и определения» и имеет правильную форму, поверхность хлеба слегка шероховатая, мякиш имеет развитую структуру, пропеченный по всему объему. Вкус и запах хлеба свойственный хлебу из биоак¬тивированного зерна пшеницы без постороннего вкуса и запаха. Влажность хлеба у всех образцов составила 47,0 %, кислотность – 4,5 %, пористость – от 55,0 до 56 %, удельный объем – от 196,0 до 197,2 см3/100 г.
биоактивированное зерно, пшеница, однородная зерновая масса, зерновой хлеб, способ производства хлеба, водно-спиртовый экстракт, пантовый порошок, олени северные
Введение. Зерновые культуры являются традиционной частью питания человека. Злаки удовлетворяют в основном потребность в витаминах группы В, а именно тиамине, ниацине и пиридоксине. Пшеница чаще всего используется в хлебопекарной промышленности. Зерно пшеницы используется для переработки на мукомольных и крупяных предприятиях при производстве продуктов пищевого назначения. Вследствие шелушения зерна значительная часть важных питательных веществ теряется для потребителей, поэтому пищевая ценность хлебобулочных изделий значительно ниже, чем у цельнозерновых вариантов. В России наиболее распространенна пшеничная мука высшего сорта, она имеет более низкую биологическую ценность по сравнению с другими мукомольными зерновыми продуктами. Пшеничная мука высшего сорта содержит около 20–30 % исходного содержания витаминов группы В, около 60 % жиров, около 70–80 % белков и около 40 % клетчатки. Цельные зерна злаков, прежде всего их алейроновый слой, зародыш и отруби, являются богатыми источниками фитохимических веществ, включая фенольные соединения, каротиноиды, витамин Е, лигнаны, β-глюканы, инулин, резистентный крахмал, стерины и фитаты. Эти биоактивные соединения отвечают за полезные свойства цельного зерна, а также продуктов, богатых им.
В зерне пшеницы содержатся макроэлементы (белки, жиры и углеводы), необходимые человеку для роста и поддержания здоровья. Поэтому содержание и пищевая ценность макроэлементов зерна является важным фактором. Традиционно фракционирование зерна злаков осуществляется сухим помолом, в результате которого выделяются мука и манная крупа (из крахмалистого эндосперма) и две отдельные фракции – из зародыша и отрубей. Однако ценные пищевые компоненты, включая микроэлементы, фитохимические вещества и клетчатку, особенно сосредоточены во фракции зародыша и отрубей. Именно поэтому цельные зерна являются идеальным продуктом питания для человека и вносят большой вклад в его здоровье [2].
Загрязнение окружающей среды токсичными, химическими веществами промышленного происхождения определяет актуальность создания новых и улучшенных качеств традиционных пищевых продуктов с целью повышения сопротивляемости организма к вредным факторам. Это обусловливает потребность в продуктах, обогащенных веществами, содержащих достаточное количество витаминов, микроэлементов, клетчатки, биологически активных веществ. Все существующие на сегодняшний день способы повышения пищевой и биологической ценности пищевых продуктов можно условно разделить на несколько основных групп: обогащение продуктов из пшеничной муки белком; повышение пищевой ценности пшеничных изделий с помощью растительных добавок; витаминизация изделий, использование ферментных препаратов и комплексных улучшителей; интенсификация технологических процессов.
Расширение ассортимента зерновых продуктов является одним из ключевых вопросов в сфере производства продуктов питания. Таким образом, существующая тенденция к увеличению потребления полезных для здоровья зерновых продуктов предоставляет хлебопекарной промышленности широкие возможности для разработки и инновационного развития широкого ассортимента новых продуктов с использованием животноводческого и растительного сырья с большим содержанием биологически активных веществ, которые можно добавлять в хлебобулочные изделия в небольших количествах, но при этом позволяет значительно увеличить пищевую ценность готовой продукции. Выполненные научные исследования в Институте пищевых производств Красноярского ГАУ по разработке технологии и оборудования для производства мелкодисперсного порошка из пантов оленей северных, показали, что в водно-спиртовом экстракте из мелкодисперсного порошка пантов оленей северных содержатся биологически активные вещества, которые отсутствуют в семенах злаковых культур [7–9].
Цель исследования – разработка нового способа производства зернового хлеба «Пантовый» с повышенной пищевой ценностью.
Задачи: провести патентные исследования по способам производства зернового хлеба, определить аналог и прототип для разработки нормативно-технической документации и защиты авторских прав; разработать новый способ производства зернового хлеба «Пантовый» с повышенной пищевой ценностью с использованием мелкодисперсного порошка пантов оленей северных; исследовать органолептические и физико-химические показатели качества разработанного зернового хлеба «Пантовый».
Объекты и методы. Нешелушенное зерно пшеницы замачивали до состояния «проросшего зерна», в 1,5 % водно-спиртового экстракта из порошка пантов оленей северных при температуре 25–35 °С в течение 20–24 ч до достижения влажности 40–55 % и начальной стадии разрыва покровных слоев, когда в зерне происходит максимальное накопление аминокислот и витаминов.
В состав 1,5 % водно-спиртовом экстракте из пантов оленей северных входит белок коллаген, в нем содержится 8 незаменимых аминокислот, которые должны поступать с пищей или добавками для нормального метаболизма и роста. Экстракт из пантов оленей северных содержит минеральные вещества: не только преимущественно кальций, фосфор и натрий, но и магний, марганец, селен и железо. В растворимое состояние переходят свободные жирные кислоты, ганглиозиды, лецитин, фосфолипиды, холестерин, стероиды, простагландины и липидные фракции. В пантах также присутствуют гликозаминогликаны, в т. ч. наиболее распространенный хондроитинсульфат и менее распространенный глюкозаминсульфат, поэтому целесообразно использование водно-спиртового экстракта из пантов оленей северных для биоактивации зерна пшеницы с целью использования его в производстве зернового хлеба, что позволит повысить пищевую ценность готовых изделий. Замоченную и проросшую зерновую массу биоактивированного зерна пшеницы измельчали резанием в диспергаторе до однородной зерновой массы.
Для приготовления хлеба в экспериментальных вариантах использовалась однородная зерновая масса из биоактивированного зерна пшеницы в 1,5 % водно-спиртовом экстракте из пантов оленей северных. Варианты были выбраны на основе изменяющихся органолептических и физико-химических показателей с целью выявления трех наиболее приемлемых образцов зернового хлеба. Контролем для исследования служил зерновой хлеб, приготовленный из увлажненного водой зерна пшеницы. Компонентный состав рецептур зернового хлеба контрольного и опытных образцов зернового хлеба приведен в таблице 1.
Таблица 1
Компонентный состав рецептур зернового хлеба
|
Сырье, г |
Образец |
|||
|
Контрольный |
1 |
2 |
3 |
|
|
Измельченная зерновая масса: по стандартному способу |
100,0 |
– |
– |
– |
|
по новому способу биоактивации зерна |
– |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
|
Раствор поваренной пищевой соли |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
Суспензия дрожжей хлебопекарных прессованных |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
|
Вода питьевая |
9,2 |
10,0 |
9,1 |
8,5 |
|
Итого |
112,7 |
113,5 |
112,6 |
112,0 |
Контрольный и опытные образцы хлеба были приготовлены по безопарному способу, основные параметры технологического процесса производства зернового хлеба представлены в таблице 2.
Таблица 2
Параметры технологического процесса производства зернового хлеба
|
Параметр |
Образец |
|||
|
Контрольный |
1 |
2 |
3 |
|
|
Время, мин: замеса |
8 |
5 |
6 |
7 |
|
брожения |
60 |
100 |
120 |
140 |
|
выпечки |
35 |
35 |
35 |
35 |
|
Температура выпечки, °C |
230 |
215 |
220 |
235 |
Результаты и их обсуждение. Патентные исследования проводились по российской и зарубежным информационным базам данных с 1995 по 2022 г., по результатам патентных исследований были выявлены патенты, близкие по существенным признакам к выполняемым научным исследованиям, и для разработки новой рецептуры производства зернового хлеба «Пантовый» можно использовать в качестве аналога и прототипа патенты 2058080, 2102888, 2206999 [4–6].
По результатам выполненных научных и патентных исследований была разработана научно-техническая документация и подана заявка на защиту авторских прав на новый способ производства зернового хлеба пантовый, и по результатам проведенной экспертизы Федеральной службой по интеллектуальной собственности Российской Федерации принято решение о выдаче патента на изобретение 2766692 «Способ производства зернового хлеба пантовый» [3].
Отличительной особенностью нового способа производства зернового хлеба «Пантовый» от существующих способов и рецептур является то, что для производства хлеба использовалось зерно пшеницы, биоактивированное в 1,5 %-м водно-спиртовом экстракте из порошка пантов оленей северных в течение 15–18 ч до размера ростков не более 2,0 мм, в процессе биоактивации зерна происходит активация ферментов и гидролиз крахмала, что приводит к увеличению моно- и дисахаридов и способствует увеличению газообразующей и способности по сравнению с пшеничной мукой, далее измельчают биоактивированное зерно резанием, пропуская его через диспергатор с диаметром отверстий 2–3 мм, с последующим замесом теста безопарным способом до влажности 48 % из зерновой измельченной массы, раствора поваренной пищевой соли, суспензии прессованных дрожжей. Изготовление опытных образцов по разработанному способу производства зернового хлеба «Пантовый» производилось с использованием серийно выпускаемого хлебопекарного оборудования. По результатам проведенного анализа полученных образцов зернового хлеба получены основные органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий, которые представлены в таблице 3 [12].
Таблица 3
Органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий
|
Показатель |
Образец |
|||
|
Контрольный |
1 |
2 |
3 |
|
|
Органолептические показатели |
||||
|
Внешний вид: |
Правильная, соответствующая хлебной форме, в которой производилась выпечка |
|||
|
форма |
||||
|
поверхность |
Слегка шероховатая, без трещин и подрывов |
|||
|
цвет |
Золотисто-коричневый |
|||
|
Состояние мякиша |
Развитый, без уплотнений, пропеченный, не заминающийся |
|||
|
Вкус и запах |
Свойственный хлебу из пророщенного зерна пшеницы, без постороннего вкуса и запаха |
|||
|
Физико-химические показатели |
||||
|
Влажность, % |
47,0 |
47,0 |
47,0 |
47,0 |
|
Кислотность, град. |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
|
Пористость, % |
55,0 |
55,2 |
55,8 |
56,0 |
|
Удельный объем, см3/100 г |
196,0 |
197,2 |
197,0 |
197,1 |
Анализ таблицы 3 позволяет сделать вывод, что полученный зерновой хлеб «Пантовый» соответствует требованиям ГОСТ 32677-2014 «Изделия хлебобулочные. Термины и определения» [1].
Заключение. Выполненные патентные исследования существующих технологий и рецептур производства зернового хлеба по российским и зарубежным информационным базам с 1996 по 2022 г. позволили выбрать аналог и прототип для формирования нормативно-технической документации и подачи заявки на изобретение.
Разработан новый способ производства зернового хлеба «Пантовый» с повышенной пищевой ценностью, авторские права на который защищены патентом РФ 2766692.
Выполненные исследования основных органолептических и физико-химических показателей качества зернового хлеба «Пантовый» показали, что экспериментальные образцы полученного хлеба соответствуют ГОСТ 32677-2014 «Изделия хлебобулочные. Термины и определения».
1. ГОСТ 32677-2014. Изделия хлебобулочные. Термины и определения. М., 2019. 17 с.
2. Кох Ж.А., Невзоров В.Н., Мацкевич И.В. Биологически активированное зерно пшеницы в производстве зерновых батончиков // Актуальные вопросы переработки и формирование качества продукции АПК: мат-лы междунар. науч. конф. (Красноярск, 24 ноября 2021 г.). Красноярск, 2021. С. 17–19.
3. Пат. 2766692 C1 Российская Федерация, МПК A21D 13/02. Способ производства зернового хлеба «Пантовый» / Невзоров В.Н., Мишин В.В., Кох Ж.А. [и др.]; заяв. Краснояр. гос. аграр. ун-т. № 2020135079; заявл. 26.10.2020; опубл. 15.03.2022.
4. Пат. 2102888 C1 Российская Федерация, МПК A21D 13/02. Способ производства зернового хлеба / Романов А.С. № 95109507/13; заявл. 06.06.1995; опубл. 27.01.1998.
5. Пат. 2206999 C2 Российская Федерация, МПК A21D 13/02, A21D 8/02. Способ производства зернового хлеба / Корячкина С.Я., Кузнецова Е.А.; заяв. Орлов. гос. техн. ун-т. № 2000120825/13; заявл. 02.08.2000; опубл. 27.06.2003.
6. Пат. 2058080 C1 Российская Федерация, МПК A21D 13/02. Способ производства зернового хлеба / Коротков Ю.А., Коваль И.В., Коваль Д.И. № 93018733/13; заявл. 12.04.1993; опубл. 20.04.1996.
7. Рекомендации по внедрению инновационных технологий и оборудования при переработке продукции традиционных промыслов малых коренных народов Севера / В.Н. Невзоров [и др.]. Красноярск, 2017. 136 с.
8. Тепляшин В.Н., Невзоров В.Н., Мацкевич И.В. Технология и оборудование для переработки рогов оленей северных // Состояние и пути развития производства и переработки продукции животноводства, охотничьего и рыбного хозяйства: мат-лы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию Технологического факультета (Улан-Удэ, 29–02 июня 2017 г.). Улан-Удэ, 2018. С. 169–175.
9. Внедрение технологии и оборудования для производства зернового хлеба в Республике Кипр / В.Н. Невзоров [и др.] // Приоритетные направления развития регионального экспорта продукции АПК: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 13–20 ноября 2019 г.). Красноярск, 2019. С. 93–97.
10. Экспертиза хлеба и хлебобулочных изделий. Качество и безопасность: учеб.-справ. пособие для вузов / А.С. Романов [и др.]. Новосибирск, 2005. 278 с.
