Введение к работе
Актуальность темы. «Основы государственной политики в области здорового питания населения РФ на период до 2020 г.» определяют в качестве приоритетной задачи увеличение производства обогащенных микронутриен-тами продуктов питания массового потребления, в т.ч. пшеничной муки высшего и первого сортов, хлебобулочных изделий.
Особое внимание специалисты органов здравоохранения, врачи-гигиенисты уделяют полноценному обеспечению организма человека, особенно групп риска, к которым относятся дети, подростки, женщины детородного возраста, беременные и кормящие, важнейшим микроэлементом - железом, дефицит которого в питании российского населения широко распространен.
В российской и зарубежной практике (Дубцов Г.Г., Позняковский В.М., Савенкова Т.В., Шатнюк Л.Н., Шевелева Г.И., Оттавей П.Б. и др.) накоплен положительный опыт использования витаминов, железа, других микронутриентов для обогащения пищевых продуктов. Проведенные исследования свидетельствуют об определенных трудностях как технологического, так и гигиенического характера применения железа в продуктах питания и обеспечения его адекватной абсорбции в организме (прогоркание жирового компонента пищевой системы, изменение цвета, вкуса и аромата, наличие в продуктах эндогенных ингибиторов абсорбции железа и др.).
К сожалению, данные, свидетельствующие об эффективности совместного использования в пищевых технологиях железа и других микронутриентов с целью улучшения качества и повышения пищевой ценности таких продуктов массового потребления, немногочисленны.
Учитывая специфические особенности соединений железа как металла переменной валентности, отсутствие в литературе сведений о влиянии этого микроэлемента на сохранность наиболее дефицитных витаминов (Вь В2, В6, РР, фолиевая кислота) в муке при ее хранении и хлебобулочных изделиях в процессе производства и хранеия, разработка специальных витаминно-минеральных смесей для комплексного обогащения пищевых продуктов и их использование в современных пищевых технологиях являются актуальной задачей.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилась разработка технологии повышения пищевой ценности пшеничной муки и хлебобулочных изделий путем использования витаминно-минеральных смесей (ВМС), содержащих различные соединения железа и витамины группы В.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
Научное обоснование и разработка ВМС для обогащения пшеничной муки и хлебобулочных изделий.
Исследование влияния ВМС на качество свежесмолотой пшеничной муки в процессе ее созревания:
влияние ВМС на хлебопекарные свойства пшеничной муки;
влияние ВМС на состояние липидного комплекса пшеничной муки;
влияние ВМС на сохранность витаминов в обогащенной пшеничной муке.
Исследование влияния ВМС на свойства полуфабрикатов хлебопекарного производства и качество хлебобулочных изделий:
влияние ВМС на бродильную активность хлебопекарных дрожжей;
влияние ВМС на физические свойства теста и его газообразующую способность;
влияние ВМС на органолептические и физико-химические показатели качества хлебобулочных изделий;
влияние ВМС на качество хлебобулочных изделий в процессе хранения;
влияние ВМС на сохранность витаминов в хлебобулочных изделиях;
- влияние ВМС на пищевую ценность хлебобулочных изделий.
Разработка новых видов хлебобулочных изделий, обогащенных железом
и витаминами, их промышленная апробация и внедрение в производство.
Разработка, утверждение, экспертная оценка и согласование технической документации.
Структурная схема исследований представлена на рис. 1.
Научная новизна. На основании современных медико-биологических подходов подобраны различные соединения железа (электролитическое железо, двухвалентное сернокислое железо моногидрат и двухвалентное сернокислое железа гептагидрат) и витаминов группы В (Ві, Вг, Вб, РР и фолиевая кислота) с целью комплексного их использования в составе витаминно-минеральных смесей для обогащения пшеничной муки высшего сорта и хлебобулочных изделий, обеспечивающих гарантированное содержание микронутриентов в готовой продукции.
Установлено влияние различных соединений железа в составе ВМС на качество свежесмолотой пшеничной муки в процессе ее созревания (кислотность, количество и качество клейковины, автолитическую активность) в зависимости от различных технологических факторов: длительности и температуры хранения муки, физико-химических свойств соединений железа.
Разработка витаминно-минеральных смесей для обогащения пшеничной муки и хлебобулочных изделий
Научное обоснование и разработка ВМС для обогащения пшеничной муки и хлебобулочных изделий
Исследование влияние ВМС на качество свежесмолотой пшеничной муки в процессе ее созревания
Влияние ВМС на хлебопекарные свойства
Влияние ВМС на состояние липидного комплекса
Влияние ВМС на сохранность витаминов
Исследование влияние ВМС на свойства полуфабрикатов хлебопекарного производства и качество хлебобулочных изделий
/
Влияние ВМС на
бродильную
активность
дрожжей
Влияние ВМС на
физические свойства
теста и его
газообразующую
способность
Влияние ВМС на органолептиче-ские и физико-химические показатели качества хлебобулочных изделий
Влияние ВМС на качество хлебобулочных изделий в процессе хранения
Влияние ВМС на сохранность витаминов в хлебобулочных изделиях
Влияние ВМС на пищевую
ценность хлебобулочных изделий
Разработка новых видов хлебобулочных изделий, обогащенных железом и витаминами, их промышленная апробация и внедрение в производство
^ZL
Разработка, утверждение, экспертная оценка и согласование технической документации
Рисунок 1 Структурная схема исследований
Выявлено, что минимальную степень влияния на активность липазы и липоксигеназы свежесмолотой пшеничной муки и снижение содержания ненасыщенных жирных кислот оказали элементарное электролитическое железо и сернокислое железо моногидрат, обладающие низкой химической активностью.
Впервые установлено, что сохранность витаминов Ві, Вб и фолиевой кислоты в обогащенной свежесмолотой муке в процессе созревания зависит от температуры ее хранения и физико-химических свойств соединений железа в составе ВМС. Максимальную степень сохранности витаминов обеспечивает инертное в химическом отношении элементарное электролитическое железо.
Выявлено, что на бродильную активность хлебопекарных дрожжей лимитирующее влияние оказывает сернокислое железо гептагидрат в составе ВМС, что приводит к увеличению длительности расстойки тестовых заготовок на 13-18 мин.
Установлено, что ВМС, содержащие элементарное электролитическое железо и сернокислое железо моногидрат, оказывают влияние на процессы созревания теста и качество хлеба, улучшая устойчивость, сопротивляемость и эластичность теста, а также пористость и удельный объем.
Определены оптимальные составы ВМС (с включением в рецептуру сернокислого железа моно- или гептагидрата), способствующие удержанию влаги и стабилизации структурно-механических свойств мякиша хлебобулочных изделий в процессе их хранения в течение 72 ч.
Впервые экспериментальным путем установлена максимальная сохранность витаминов Bi, В2, Вб, и фолиевой кислоты в обогащенных хлебобулочных изделиях с электролитическим железом и сернокислым железом моногидратом в составе ВМС, что позволило получить готовые изделия с рекомендуемыми уровнями содержания витаминов.
Практическая значимость. Разработана рецептура витаминно-минеральной смеси «Колосок», содержащей витамины Вь В2, В6, РР, фолиевую кислоту, сернокислое двухвалентное железо моногидрат, в качестве технологической добавки - аскорбиновую кислоту, в качестве носителя - мальтодекстрин.
Показана целесообразность внесения электролитического железа и сернокислого железа моногидрата в составе ВМС в свежесмолотую пшеничную муку с клейковиной средней по качеству, обеспечивающих стабилизацию белково-протеиназного комплекса в процессе созревания муки.
Определено содержание витаминов группы В в обогащенных пшеничной муке и хлебобулочных изделиях, которое соответствует рекомендуемым нор-
мам потребления микронутриентов СанПиН 2.3.2.2804-10 «Дополнения и изменения № 22 к СанПиН 2.3.2.1078-01».
Разработана технология обогащения хлебобулочных изделий витаминами и железом с использованием витаминно-минеральной смеси «Колосок».
Разработана и утверждена техническая документация на витаминно-минеральную смесь «Колосок-1» (ТУ 9281-027-17028327-09), хлебобулочные изделия «Колосок» (ТУ 9114-436-05747152-04, ТУ 9115-435-05747152-04) и «Лицейские» (ТУ 9114-033-17028327-05, ТУ 9115-034-17028327-05), рекомендуемые для использования в питании детей дошкольного и школьного возраста.
Проведена промышленная апробация изделий на хлебозаводах Московской области (г. Дедовск, ЗАО «Дедовский хлеб»), г. Москвы (Хлебозавод №16) и Республики Мордовия (ОАО «Саранский хлебокомбинат» г. Саранск).
На ЗАО «Валетек Продимпэкс» организовано промышленное производство ВМС «Колосок».
На способ производства хлеба из пшеничной муки с использованием ВМС, содержащих различные соединения железа, подана заявка на патент Российской Федерации (№ 2011130433 от 21.07.2011 г.).
Работа выполнялась в соответствии с заданиями Постановлений Главного государственного санитарного врача РФ №91 от 05.05.2003 г, № 148 от 16.09.2003 г., №9 от 05.03.2004 г «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом железа в структуре питания населения» и тематическим планом НИР НИИ питания РАМН на 2004-2006 г.г. по теме «Разработка технологических подходов, обеспечивающих микробиологическую безопасность и качество зерновых продуктов, обогащенных железом и витаминами» (в качестве внешнего соисполнителя).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Всероссийском семинаре «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России» (Орел, 2003 г.), Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2004, 2007 гг.), научно-практической конференции «Питание здорового и больного человека» (Санкт-Петербург, 2005 г.), VI, X и XI Межрегиональной научно-практической конференции «Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития» (Екатеринбург, 2005, 2008, 2010 г.г.), IX Всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2007 г.), Второй Международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов - современное состояние и перспективы развития» (Москва, 2007 г.), XII Международной научной конференции «Здоровье семьи - XXI век»
(Израиль, Эйлат, 2008 г.), Международных хлебопекарных форумах «Современное хлебопечение» (Москва, 2009, 2011 гг.), Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых МГУТУ (2010 г.).
Смесь витаминно-минеральная «Колосок-1» экспонировалась на международной выставке «Пищевые ингредиенты, добавки и пряности - 2004» и награждена Золотой медалью в номинации «Ингредиент года отечественного производства ».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 9 статей в журналах, рецензируемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, библиографического указателя и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка и 23 таблицы. Библиографический указатель включает 137 источников, в т.ч. 36 зарубежных авторов. Приложения к диссертации изложены на 12 страницах.
