За рекомендаціями щодо споживання хлібобулочних виробів залежно від користі для здоров’я людини, в основу закладено вироби хлібобулочні збагачені, функціональні, спеціалізовані, що розроблені для окремих груп населення, або із додаванням дефіцитних нутрієнтів. На другому рівні за харчової цінністю встановлено вироби на основі житнього борошна. Найбільшим країною-імпортером жита, яка не вирощує його – є Японія. За поданням Естонії в 2018-19 р. на Міжнародних Конференціях Організації Об’єднаних Націй з проблем харчування заплановано 2025 рік оголосити як Міжнародний рік жита. Підготовка та проведення заходу передбачає впровадження стійких методів сільського господарювання за пріоритетами вивчення, апробації взаємодії між діючими генними банками насіння жита і програмами селекції різних країн світу, збільшення виробництва жита країнами Балтії, Скандинавськими країнами, США та Китаєм.
Жито містить менше за пшеницю білка, що краще збалансований за аміно-кислотним числом, містить більше лізину, але менше триптофану. Підвищений вміст гідрофільних некрохмальних полісахаридів (водо нерозчинних та водорозчинних ксиланів, геміцелюлози, гумі, пектинових речовин і левулезанаів які в процесі кислотного гідролізу утворюють левузін, що за своїми властивостями подібний фруктозі) надають житньому тісту в’язкості, запобігають утворенню клейковинного каркасу, вироби з житнього борошна мають вищу вологість, отже меншу калорійність.
Відмінною особливістю жита від пшениці є підвищена ферментна активність амілаз і фітази. Для пригнічення дії декстринотвірної альфа-амілази, тісто для житнього хліба готують на заквасках із стартовими композиціями з гомо- та гетеро ферментативними молочнокислими бактеріями. Підвищений вміст молочної та оцтової кислоти поліпшує структуру м’якушки, надає кислого смаку, і забезпечує консервувальні властивості, в наслідок чого хліб більш стійкий до мікробіологічного псування.
Житнє борошно містить в рази більше за пшеничне фітази, яка майже на 80 % розкладає власну фітинову кислоту борошна, що сприяє засвоюванню мінеральних речовин. Тому наукові розробки хлібних виробів збагачених харчовими волокнами оболонок насіння передбачають додавати висівки виключно в хліб до рецептури якого входить житнє борошно, із житньою закваскою.
В ІПДО НУХТ розроблено ряд рецептур поліпшених сортів хліба із житнього борошна з додаванням частково знежиреного борошна (БЧЗ) із макухи кунжуту, насіння гарбуза та горіха волоського. БЧЗ олійного насіння є природним концентратом есенціальних поживних речовин, мають високий вміст цінних білків, жирів, харчових волокон, широкий спектр мікроелементів – кальцію, заліза, фосфору, магнію, йоду, цинку, селену та вітамінів групи В, А, РР, Е тощо. Біля 50% БЧЗ складають білкові речовини, до 10% – мінеральні комплекси, органічні кислоти. БЧЗ кожного з цих видів насіння містить втричі менше, ніж борошно житнє, вуглеводів, більшу частину яких представлено харчовими волокнами та цукрами. За гранулометричними показниками БЧЗ майже ідентичне борошну житньому обдирному.
Дослідженнями авторів встановлено, що внесення БЧЗ насіння гарбуза та горіха волоського призводить до інтенсивного розвитку сторонньої мікрофлори та пліснявих грибів у тісті. БЧЗ збільшує водопоглинальну здатність житнього борошна, знижує температуру клейстеризації та в’язкість тіста, що слугує причинами прискорення процесів черствіння. Тому постало питання пошуку додаткових заходів для подовження терміну свіжості та посилення мікробіологічної безпечності хлібних виробів з БЧЗ.
Найсуттєвіший вплив на подовження свіжості хлібних виробів із житнього борошна чинить використання заварки, але заварний хліб через підвищений вміст продуктів розкладу крохмалю (мальтози, глюкози, декстринів), що мають високий глікемічний індекс, не рекомендується вживати людям з порушеним вуглеводно-ліпідним обміном.
В харчовій промисловості як додаткову сировину, що має лікувально-дієтичні властивості та попереджує пліснявіння, пригнічує мікрофлору хлібних виробів визнано порошок топінамбура (ПТ). Встановлено, що додавання порошку топінамбура у вироби з пшеничного борошна призводить до поліпшення пористості, структури м’якушки, але підвищення дозування ПТ призводить до різкого зниження питомого об’єму хліба, сповільнення процесів бродіння. Житнє борошно має більший вміст цукрів, кращу піддатливість крохмалю до амілолізу, що дозволяє передбачити нівелювання негативного впливу ПТ.
Мета дослідження – вивчити вплив БЧЗ насіння волоського горіха, БЧЗ насіння гарбуза, БЧЗ насіння кунжуту та ПТ на якість хліба житнього заварного під час зберігання. Визначити особливості збагачення хліба біологічно цінними речовинами. Перевірити мікробіологічні критерії безпечності заварного хліба із житнього борошна з додаванням нової сировини.
При проведенні виробничих та лабораторних досліджень для виготовлення дослідних зразків хліба використовували борошно житнє обдирне, солод житній ферментований, сіль кухонну харчову, воду питну, готову рідку житню закваску (складу: Lactobacillus plantarum 30, L.casei 26, L.fermenti 34, L.brevis та Saccharomyces minor «черноріченська», S.cerevisiae Л1), порошок топінамбуру «Дар» із загальним вмістом фруктанів – 44 %, середньою молекулярною масою – 15 одиниць лінійності ланцюга, БЧЗ з волоських горіхів, гарбузового насіння та кунжуту виробництва ПП «Науково-виробнича фірма «Елітфіто» та компанії «Річойл». Тісто готували трифазним способом: рідка закваска – оцукрена заварка – тісто. Порошок топінамбуру і БЧЗ вносили в тісто. Якість готових виробів визначали за загальноприйнятими методиками.
Для визначення мікробіологічної безпечності хліба досліджували загальну кількість мезофільних аеробних та факультативно аеробних мікроорганізмів (МАФАнМ) висівом на м’ясо-пептонний агар. Культивування проводили при температурі 30°С протягом 3 діб. Вміст пліснявих грибів та дріжджів перевіряли висівом на сусло-агар з антибіотиком. Культивування проводили при температурі 28°С протягом 5 діб. Посів здійснювали через 3 години після випікання і 36, 48 та 72 годин зберігання. Всі дослідження проводились в трьох повтореннях.
Встановлено, що додавання БЧЗ олійного насіння призводить до зниження затрат на упікання та усихання, що призводить до збільшення вологості хліба, його виходу. Зростає на 0,2…2,0 град кислотність хліба та змінюється масова частка цукру в залежності від хімічного складу сировини та інтенсивності мікробіологічних процесів.
Дозування БЧЗ горіха волоського призводить до найбільшого зростання кислотності хліба, зменшення пружності м’якушки на 40 % (з 9 до 5 од. пенетрометра), зниження пористості, м’якушка на 36 годину зберігання хліба стає грубою, менше розпушеною, кришиться. При 3 % БЧЗ горіха хліб набуває гіркого специфічного смаку. Тому дозування БЧЗ горіха волоського слід обмежити 2 % до маси борошна.
БЧЗ насіння гарбуза у кількості до 4 % поліпшує органолептичні та фізико-хімічні показники якості виробів: м’якушка набуває соковитості, зростає її пористість та пружність на 45 %. Але дозування 6 % гарбузового продукту призводить до зниження пористості, питомого об’єму хліба, злипання м’якушки, з’являється смак сирої олії. Тому оптимальну кількість БЧЗ насіння гарбуза для виробництва житнього хліба слід рекомендувати в межах 4 %.
Додавання БЧЗ кунжуту поліпшує пористість хліба, пружність м’якушки, але збільшення дозування до 6 % призводить до занадто сухої на дотик м’якушки, яка розкришується. Тому кількість БЧЗ кунжуту було обрано 4 %.
ПТ надає виробам більшу пористість, м’якушка набуває еластичності, але з меншою пружністю, ніж в контрольному зразку, приготовленому на заварці. Вже при дозуванні 3 % ПТ в хлібі відчувається трав’янистий присмак топінамбуру.
Оскільки вибрані БЧЗ радіально впливають на органолептичні та фізико-хімічні показники якості хліба, з метою збільшення дозування БЧЗ олійного насіння, підібрано суміш з БЧЗ насіння кунжуту, гарбуза та горіха волоського і ПТ. За допомогою комп’ютерної програми «ОПТИМА», запропонованої д.т.н., проф. Л.Ю. Арсеньєвою, було одержано рецептуру хліба, найбільше збагаченого та збалансованого за ессенціальними харчовими речовинами.
В процесі апробації суміші БЧЗ та ПТ у кількості 10 % на технологію хліба було підібрано оптимальний спосіб приготування тіста, а для маскування олійно-трав’яного смаку введено до рецептури пряно-ароматичну сировину.
Встановлено, що додавання суміші дозволяє одержати хліб заварний, що за показниками якості наближений до контролю, виготовленого з використанням заварки, а за показниками стану м’якушки, її пружності – кращий за контрольний зразок, виготовленого без заварки.
Вплив ПТ та БЧЗ горіха волоського, насіння гарбуза та кунжуту на харчову цінність розробленого хліба наведено в таблиці 1.
Таблиця 1.
Вплив ПТ та БЧЗ на харчову цінність хліба із житнього борошна
| Показники | Конт-роль | БЧЗ горіха волоського | БЧЗ насіння гарбуза | БЧЗ кунжуту | ПТ, | Суміш ПТ та БЧЗ |
| Вологість цілого хліба, % | 40,9 | 41,8 | 43,6 | 43,6 | 40,0 | 44,8 |
| Білок, % | 6,3 | 6,6 | 7,2 | 6,6 | 6,4 | 7,2 |
| Індекс якості білка | 0,72 | 0,71 | 0,72 | 0,71 | 0,72 | 0,72 |
| Жир, % | 1,22 | 1,36 | 1,5 | 1,7 | 1,2 | 1,67 |
| Індекс якості ліпідів | 0,86 | 0,93 | 0,96 | 0,95 | 0,86 | 0,99 |
| Вуглеводи загальні, % | 48,7 | 46,8 | 44,3 | 44,8 | 49,2 | 42,7 |
| Крохмаль, % | 39,6 | 37,2 | 35,6 | 35,6 | 39,0 | 33,9 |
| Клітковина, % | 0,41 | 0,75 | 0,77 | 0,75 | 0,55 | 0,94 |
| Зола, % | 1,9 | 2,1 | 2,15 | 2,15 | 2,1 | 2,2 |
| Енергетична цінність, кКал | 221 | 216 | 210 | 210 | 223 | 206 |
Додавання нової сировини призводить до збільшення вологості цілого хліба, зниження калорійності. При цьому кількість білка, жиру, клітковини та золи в 100 г хліба зростає за рахунок зниження масової частки крохмалю.
Індекс якості білка майже не змінюється, оскільки обрані олійні культури не містять достатньо лізину, метіоніну та цистину, але істотно збагачують хліб триптофаном та треоніном.
БЧЗ олійного насіння поліпшує якість ліпідного комплексу, у виробах з сумішшю БЧЗ індекс якості ліпідів наближається до ідеального за рахунок збагачення хліба поліненасиченими жирними кислотами ω-3 та мононенасиченими жирними кислотами, їх кількість зростає в 4…5,5 рази.
Загальна кількість вуглеводів зростає тільки для хліба з ПТ за рахунок внесення із порошком цукрів, інуліну, клітковини. Додавання БЧЗ насіння призводить до зниження вуглеводів на 2…6 %, при цьому кількість клітковини в 100 г хліба збільшується вдвічі.
Додавання суміші БЧЗ та БЧЗ кунжуту призводить до збільшення золи в хлібі та вирівнює співвідношення K:Са:Mg:P. Якщо в житньому хлібі це співвідношення становить 3,8:1,0:1,5:4,7, при ідеальному співвідношенні мінеральних речовин для засвоювання людським організмом – 2,0:1,0:0,5:1,5, то внесення з борошном кунжуту сполук Са забезпечує його зміну на 1,8:1,0:0,8:2,0. Додавання БЧЗ насіння волоського горіха, гарбуза та кунжуту забезпечує в хлібі вміст Se у кількості 0,27…0,48 мг/100 г хліба та збільшення сполук Fe на 20…33 %. Істотно зростає вміст вітамінів В6, В9, РР та ß-каротинів.
Аналіз мікробіологічних показників зразків хліба, зокрема МАФАнМ та пліснявих грибів, які регламентуються ДСТУ 4583, на 36-у годину зберігання непакованої продукції показав, що досліджувані зразки хліба відповідали вимогам до мікробіологічниих показників хліба із житнього борошна (табл. 2). Найвищий показник кількості МАФАнМ був у контрольному зразку і мав максимально допустиме значення – 1×103. Хліб, приготовлений з додаванням БЧЗ без ПТ, на 36-у годину мав плісняві гриби. Додавання ПТ в суміші з БЧЗ попереджувало появу пліснявих грибів. Вироби з порошком топінамбура мали на 15…25 % нижчі показники МАФАнМ.
Таблиця 2.
Вплив ПТ та БЧЗ на мікробіологічні показники заварного хліба із житнього борошна
| Продукт | Кількість мікроорганізмів, КУО/г | |||||||
| 12 год. | 36 год. | 72 год. | За ДСТУ 4583:2006на 36-ій год. зберігання непакованої продукції | |||||
| МАФАнМ | Плісняві гриби | МАФАнМ | Плісняві гриби | МАФАнМ | Плісняві гриби | МАФАнМ | Плісняві гриби | |
| Хліб контроль | 1×102 | – | 1×103 | – | 1,5×103 | 7×102 | не більше ніж1,0 ×103 | не дозво-лено |
| Хліб з ПТ, 3% | 1,5×102 | – | 7,5×102 | – | 1×103 | 1×102 | ||
| Хліб з БЧЗ, 7 % | 1,6×102 | – | 9,0×102 | 1×101 | 1,7×103 | 1,2×103 | ||
| Хліб з БЧЗ та ПТ, 10 % | 1,2×102 | – | 8,4×102 | – | 1,1×103 | 1,1×102 | ||
На 72 годину зберігання непакованої продукції динаміка збільшення мікроорганізмів у зразках залишилася стабільною, але найвищі показники мікробіологічного забруднення були у виробах з БЧЗ. Найбільше були заражені хліб з БЧЗ без додавання порошку топінамбуру та контрольний зразок.
Для визначення механізму впливу нової сировини на мікробіологічні показники зразків хліба визначали зміни активності води в м’якушці хліба протягом зберігання та аналізували кислотність виробів.
Встановлено, що додавання БЧЗ не впливає на активність води хліба, але внесення ПТ знижує активність води в хлібі через 12 та 36 годин після випікання на 1…3,2 %. Крім того, ПТ збільшує кислотність хліба на 1…1,5 град. Із всіх досліджуваних БЧЗ кислотність хліба найбільш відчутно піднімає БЧЗ горіха волоського, внесення суміші БЧЗ з ПТ надає хлібові показник кислотності вищий на 1,0 град, ніж в контролі.
Висновки
1. Встановлено, що внесення БЧЗ із горіха волоського, гарбузового насіння та кунжуту, порошку топінамбуру дозволяє одержати хліб заварний із житнього борошна задовільної якості.
2. Додавання БЧЗ та розробленої композиції БЧЗ та ПТ призводить до зниження калорійності хліба та збільшення кількості білка, жиру з вищими індексами якості, клітковини та золи в 100 г хліба за рахунок зниження масової частки крохмалю.
3. Використання БЧЗ олійних культур призводить до мікробіологічного зараження хліба заварного із житнього борошна. Додавання порошку топінамбуру в поєднанні з БЧЗ призводить до уповільнення процесу мікробіологічного забруднення заварного хліба із житнього борошна за рахунок зниження активності води та підвищення кислотності хліба.
