USING RICE BRAN FOR FUNCTIONAL PURPOSE BREAD PRODUCTION TECHNOLOGY
Rubrics: FOOD PRODUCTION TECHNOLOGY
Authors:
1.
Kuban State Agrarian University
2.
Kuban State Agrarian University
3.
Kuban State Agrarian University
Type:
Article
Pages:
from 21
to 26
Status:
Published
Received:
30.12.2017
Accepted:
30.12.2017
Published:
30.12.2017
Subject area:
UDK 664.64/664.641.18
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Language:
Russian
Keywords:
Functional product, rice bran, wheat bread, quality, safety
Abstract (English):
The article reveals the results of a number of studies aimed at improving the functional purpose bread production technology using rice bran. The purpose of the research was to study the influence of rice bran on the nutritional value of baked goods based on the final product quality and nutritional value assessment. The authors had been using general and specific analytical methods during the experiments. The results were processed with Statisticasoftware for Windows. The authors suggested to use rice bran as an enriching ingredient for bread made of wheat flour. The results show that introduction of rice bran into the dough has a significant effect on bread quality. The research revealed that the best proportion is 15% to the weight of flour. It allows to obtain a product with high organoleptic and physicochemical properties. The authors developed a recipe for bread “Mechta” with increased content of potassium, calcium, phosphorus and iron. They proved that this new type of bread that includes rice bran has higher biological value compared with the control sample produced without an additive. The safety criteria of bread “Mechta” fully comply with the established requirements of TR TS 021/2011. The results obtained during the research allowed to conclude that rice flour can be used in functional purpose bread production technology.
The article reveals the results of a number of studies aimed at improving the functional purpose bread production technology using rice bran. The purpose of the research was to study the influence of rice bran on the nutritional value of baked goods based on the final product quality and nutritional value assessment. The authors had been using general and specific analytical methods during the experiments. The results were processed with Statisticasoftware for Windows. The authors suggested to use rice bran as an enriching ingredient for bread made of wheat flour. The results show that introduction of rice bran into the dough has a significant effect on bread quality. The research revealed that the best proportion is 15% to the weight of flour. It allows to obtain a product with high organoleptic and physicochemical properties. The authors developed a recipe for bread “Mechta” with increased content of potassium, calcium, phosphorus and iron. They proved that this new type of bread that includes rice bran has higher biological value compared with the control sample produced without an additive. The safety criteria of bread “Mechta” fully comply with the established requirements of TR TS 021/2011. The results obtained during the research allowed to conclude that rice flour can be used in functional purpose bread production technology.
Keywords:
Functional product, rice bran, wheat bread, quality, safety
Functional product, rice bran, wheat bread, quality, safety
Одной из первоочередных задач государственной политики в повышении пищевого статуса населения России является увеличение производства функциональных продуктов питания, которые способны обеспечить организм человека необходимым количеством микро- и макронутриентов [1]. Поэтому актуальной и целесообразной является работа по созданию и внедрению новых технологий и рецептур обогащенных продуктов питания для массового потребления. Хлеб и хлебобулочные изделия относятся к этой категории. Для реализации задачи по повышению пищевого статуса населения России необходима разработка новых ресурсосберегающих технологий в перерабатывающих отраслях АПК, поиск новых отечественных сырьевых источников и создание на их основе продуктов питания нового поколения, обогащенных эссенциальными нутриентами. В Краснодарском крае производятся и перерабатываются значительные объемы зерна риса, поэтому интерес для изучения представляет вторичный продукт его переработки - рисовая мучка, которая может стать стратегическим сельскохозяйственным ресурсом для создания хлеба и хлебобулочных изделий функционального назначения. Она содержит ценные пищевые функциональные ингредиенты и используется в основном на кормовые цели [2]. В связи с этим перспективно проведение исследований по совершенствованию технологий и разработке рецептур обогащенного рисовой мучкой хлеба, что позволит повысить пищевую ценность готовых изделий, расширить ассортимент продуктов питания функционального назначения и обеспечить безотходную технологию переработки зерна риса. Целью работы является обоснование применения рисовой мучки для обогащения хлебобулочных изделий, совершенствование технологии хлеба функционального назначения на основе исследований показателей качества, безопасности и пищевой ценности готового продукта. Объекты и методы исследований В качестве объектов исследования были использованы: рисовая мучка, образующаяся при шлифовании зерна на рисозаводах Краснодарского края; мука пшеничная общего назначения типа М 55-23; полуфабрикаты хлебопекарного производства и опытные образцы хлеба. При проведении экспериментов применялись общепринятые и специальные методы анализа состава и свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Для установления оптимальной дозировки и влияния рисовой мучки на процесс тесто- приготовления и качество хлеба проводились лабораторные выпечки, в ходе которых была выработана пробная партия хлеба в производственных условиях. В лабораторных условиях тесто готовили безопарным способом. Оценка качества готовых изделий проводилась по физико-химическим и органолептическим показателям. Органолептические показатели определяли согласно ГОСТ 27842; микробиологические показатели - в соответствии с ГОСТ 10444.8-2013; кислотность готовой продукции - по ГОСТ 5670; объемный выход и формоустойчивость - по ГОСТ 27669; влажность мякиша - по ГОСТ 21094; пористость мякиша - по ГОСТ 5669. Математическая обработка результатов экспериментальных данных проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0 for Windows. Результаты и их обсуждение В исследованиях, проведенных авторами ранее, было изучено влияние рисовой мучки на хлебопекарные свойства муки пшеничной и структурно-механические свойства теста [3]. Полученные результаты дали основание принять технологическое решение об интенсивном замесе теста, в процессе которого рекомендовано вносить рисовую мучку в количестве 10 и 15 % с целью обеспечения функциональных свойств продукта. Для установления оптимальной дозировки рисовой мучки и ее влияния на качество хлеба проводили пробные лабораторные выпечки. В опытных образцах рисовую мучку вносили при замесе теста в дозировках 10, 15 и 20 % к массе муки по рецептуре. Тесто готовили безопарным способом. Контрольный образец замешивался из муки пшеничной общего назначения М 55-23 без добавки. В выпеченных образцах проводилась оценка по физико-химическим и органолептиче- ским показателям качества (табл. 1). Из данных табл. 1 видно, что при увеличении дозировки вносимой добавки показатель влажности у всех опытных образцов хлеба увеличивается на 1-3 %. Это объясняется тем, что рисовая мучка содержит нерастворимые пищевые волокна, которые обладают способностью связывать и прочно удерживать свободную влагу, что и обеспечивает повышенное содержание влаги в изделиях при выпечке. Наиболее оптимальным вариантом является внесение 15 % рисовой мучки при замесе теста, так как в этом случае получается хлеб с высокими органолептическими и физико- химическими показателями. Таблица 1 - Показатели качества хлеба с рисовой мучкой Показатель Контроль Дозировка рисовой мучки, % от массы пшеничной муки 10 15 20 Удельный объем, см3/100 г хлеба 248,00 269,00 278,00 252,00 Пористость, % 69,00 74,00 76,00 69,00 Кислотность, ° 2,60 2,80 2,90 3,10 Влажность мякиша, % 43,10 43,40 43,60 44,10 Органолептическая оценка, балл 86,00 94,00 96,00 80,00 Table 1 - Quality indicators of bread with rice bran z = 148,37 + 1,93 x - 0,48 y Рисунок 1 - Зависимость органолептической оценки качества хлеба от показателей качества клейковины и числа падения при внесении рисовой мучки Figure 1 - Dependence between organoleptic bread quality assessment and gluten quality; falling number when rice bran is introduced z = 324,35 + 3,39 x - 0,73 y Рисунок 2 - Зависимость удельного объема хлеба от показателей качества клейковины и числа падения при внесении рисовой мучки Figure 2 - Dependence between bread specific volume and gluten quality parameters; falling number when rice bran is introduced Для подтверждения правильности принятых решений по применению рисовой мучки в качестве натуральной биологически активной добавки при производстве хлеба функционального назначения и определения ее влияния на качество готовых изделий проводилась математическая обработка экспериментальных данных. С помощью регрессионного анализа было определено влияние силы муки, числа падения (ЧП) на органолептиче- скую оценку (балл) и удельный объем выхода готовой продукции при дозировке рисовой мучки 15 % к массе муки. Обработку данных выполняли по плану Рехтшафтнера. В качестве функции отклика z приняли органолептическую оценку в баллах (первый вариант) и удельный объем выхода хлеба (второй вариант). В качестве изучаемых факторов были взяты показатели качества клейковины (x) и числа падения (y). Таблица 2 - Химический состав и пищевая ценность хлеба Table 2 - Bread chemical composition and nutritional value Пищевые ингредиенты Содержание в 100 г изделия контроль (без добавок) хлеб «Мечта» Белки, г 8,17 8,65 Жиры, г 0,99 2,25 Углеводы, г 44,35 41,58 Пищевые волокна, г 2,63 2,79 Минералы, мг, в т. ч.: 94,84 333,90 калий натрий 381,71 375,80 кальций 17,35 26,00 железо 0,95 4,08 магний 12,54 143,50 фосфор 67,48 377,80 цинк - 1,10 Витамины, мг, в т. ч.: 0,13 1,86 В1 (тиамин) В2 (рибофлавин) 0,03 0,60 РР (ниацин) 0,42 15,78 В6 - 2,02 Е - 14,90 Энергетическая ценность, ккал 219,00 221,17 На рис. 1 и 2 приведены поверхности отклика органолептической оценки и удельного объема хлеба в зависимости от показателей числа падения и качества клейковины. Математическая обработка экспериментальных данных, с учетом анализа коэффициентов уравнений регрессии и графических поверхностей отклика, подтвердила выбор оптимальной дозировки рисовой мучки 15 % к массе муки. Проведенные исследования и результаты, полученные в ходе экспериментов, позволили разработать рецептуру обогащенного рисовой мучкой хлеба, который получил название «Мечта». В опытном и контрольном образцах хлеба была проведена сравнительная оценка химического состава и пищевой ценности [4] (табл. 2). Как видно из табл. 2, внесение в рецептуру хлеба рисовой мучки способствует повышению калия, кальция, фосфора, железа и позволяет обогатить хлеб витаминами группы В, РР, Е. Степень удовлетворения человека в пищевых веществах при потреблении хлеба «Мечта» в соответствии с МР 2.3.12432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения РФ» представлена в табл. 3. Полученные результаты показали, что потребление хлеба «Мечта», по сравнению с контрольным образцом, позволяет удовлетворить суточную потребность взрослого человека в белках на 30,04 %, жирах - на 6,94 %, пищевых волокнах - на 34,90 % соответственно, а также обеспечить в достаточном объеме поступление в организм минеральных веществ и витаминов. С помощью микробиологического метода тест- организма инфузории Tetrahymena pyriformis проводили оценку относительной биологической ценности хлебобулочных изделий [6]. Результаты исследований представлены в табл. 4. Хлеб «Мечта», обогащенный рисовой мучкой, имеет более высокую биологическую ценность по сравнению с контрольным образцом из пшеничной муки общего назначения М 55-23, так как вносимые белки риса легче усваиваются организмом человека и частично компенсируют недостаток незаменимых аминокислот. Анализ состава физиологически функциональ- ных ингредиентов в новом изделии подтвердил их способность нормализовать пищевой статус человека. Поэтому на основании полученных данных можно позиционировать разработанный сорт хлеба как функциональный продукт. Таблица 3 - Покрытие суточной нормы физиологической потребности человека в основных пищевых веществах и энергии при потреблении 250 г хлебобулочных изделий Table 3 - Satisfaction of daily physiological needs in basic nutrients and energy if a person consumes 250 g of baked goods Ключевым фактором, определяющим здоровье человека и сохраняющим целостность его генофонда, является обеспечение безопасности продовольственного сырья и продуктов питания. В связи с этим была проведена комплексная оценка санитарно-гигиенического состояния разработанного хлеба «Мечта», обогащенного рисовой мучкой. В хлебе определяли показатели, предусмотренные требованиями ТР ТС 021/2011 [7], а именно: содержание пестицидов, микотоксинов, радионукли- дов, токсичных элементов и микробиологические характеристики безопасности [8]. Результаты оценки представлены в табл. 5. Таблица 5 - Основные критерии безопасности хлеба «Мечта» Table 5 - Basic safety criteria of bread “Mechta” Пищевые ингредиенты Суточная потреб- ность [5] Контроль (без добавок) Хлеб «Мечта» г % г % Белки, г 75,0 20,4 28,3 21,6 30,0 Жиры, г 83,0 2,5 3,1 5,6 6,9 Углеводы, г 365,0 110,9 31,0 103,9 29,0 Пищевые волокна, г 30,0 6,6 32,9 6,9 34,9 Минералы, мг, 3500,0 237,1 9,5 834,8 33,4 в т. ч.: калий натрий 2400,0 954,3 73,4 939,5 72,3 кальций 1000,0 43,4 4,3 65,0 6,5 железо 14,0 2,4 23,8 10,2 102,0 магний 400,0 31,4 7,8 358,8 89,7 фосфор 1000,0 168,7 21,1 944,5 118,1 цинк 12,0 - - 2,8 22,9 Витамины, мг, 1,5 0,3 18,7 4,7 310,0 в т. ч.: В1 (тиамин) В2 (рибофлавин) 1,8 0,1 4,2 1,5 83,3 РР (ниацин) 20,0 1,1 5,3 39,5 197,3 В6 2,0 - - 5,1 252,5 Е 10,0 - - 37,3 248,3 Энергетическая ценность, ккал 2500,0 547,5 22,4 552,9 22,6 Показатель Значение показателя при испытаниях Значение показателя по ТР ТС 021/2011 [7] Токсичные элементы, мг/кг свинец 0,100 ± 0,050 0,350 мышьяк 0,050 ± 0,030 0,150 кадмий 0,010 ± 0,003 0,070 ртуть < 0,001 0,015 Пестициды, мг/кг ГХЦГ (сумма изомеров) < 0,002 0,500 ДДТ и его метаболиты < 0,003 0,020 2,4Д-аминная соль не обнаружено не допустимо ртутьорганические пестициды не обнаружено не допустимо Радионуклиды стронций-90, Бк/кг 1,000 20,000 цезий-137, Бк/кг 2,400 40,000 Микотоксины, мг/кг афлатоксин В-1 не обнаружено 0,005 дезоксиниваленол не обнаружено 0,700 зеараленон не обнаружено 0,200 Т-2 токсин не обнаружено 0,100 охратоксин А не обнаружено 0,005 Микробиологические нормативы безопасности Количество мезофиль- ных, аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов, КОЕ/г, не более < 1,000 · 102 1,000 · 103 Бактерии группы кишечных палочек (колиформы), не допускаются в массе продукта, г не обнаружено 0,100 Патогенные (в том числе сальмонеллы), не допускаются в массе продукта, г не обнаружено 0,100 S. aureus, не допускаю- тся в массе продукта, г не обнаружено 1,000 Бактерии рода Proteus, не допускаются в массе продукта, г не обнаружено 0,100 Плесени КОЕ/г, не более 11,000 50,000 Таблица 4 - Степень размножения инфузории и относительная биологическая ценность хлеба Table 4 - Infusoria multiplication level and relative nutritional value of bread Продукт Количество клеток в 1 мл Относительная биологическая ценность, % Контроль 61 · 104 70,9 Хлеб «Мечта» 74 · 104 86,0 Казеин (стандартный белок) 86 · 104 100,0 Полученные данные показали, что содержание наиболее опасных токсичных тяжелых металлов в образце хлеба не превышает допустимых значений, установленных ТР ТС 021/2011 для хлебобулочных изделий. Таким образом, по основным критериям безопасности предлагаемый потребителю хлеб «Мечта» с использованием рисовой мучки полностью соответствует установленным требованиям. Комплекс проведенных исследований позволил установить перспективность использования рисовой мучки в технологии хлебопечения с целью придания готовым изделиям функциональных свойств. Разработанный сорт хлеба с рисовой мучкой в рецептуре характеризуется повышенной пищевой ценностью и может быть рекомендован потребителю с целью обогащения пищевого рациона витаминами, пищевыми волокнами и минеральными веществами.
1. Osnovy gosudarstvennoy politiki Rossiyskoy Federacii v oblasti zdorovogo pitaniya naseleniya na period do 2020 goda : Rasporyazhenie Pravitel'stva Rossiyskoy Federacii ot 25.10.2010 № 1873-r // Rossiyskaya gazeta. - 2010. - 3 noyab., № 5328. - S. 19.
2. Son, O. M. Ispol'zovanie othodov zernopererabatyvayuschey promyshlennosti v mikrobiologicheskom sinteze kormovogo belka / O. M. Son, E. I. Cherevach, L. A. Tekut'eva // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ya. - 2016 . - №. 12. - S. 24-27.
3. Boldina, A. A. Vliyanie risovoy muchki na hlebopekarnye svoystva pshenichnoy muki / A. A. Boldina, N. V. Sokol, N. S. Sanzharovskaya // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. - 2016. - T. 40, № 1. - S. 5-10.
4. Himicheskiy sostav rossiyskih pischevyh produktov / Pod red. I. M. Skurihina i V. A. Tutel'yana. - M.: DeLiPrint, 2002. - 236 s.
5. MR 2.3.1.2432-08. Normy fiziologicheskih potrebnostey v energii i pischevyh veschestvah dlya razlichnyh grupp naseleniya Rossiyskoy Federacii. - Vved. 18.12.2008. - M. : Federal'nyy centr gossanepidnadzora Minzdrava Rossii, 2008. - 45 s.
6. Kontrol' bezopasnosti syr'ya i pischevyh produktov s pomosch'yu metodiki opredeleniya ostroy toksichnosti na infuzoriyah / I. M. Nityaga [i dr.] // Pischevaya promyshlennost'. - 2017. - № 1. - S. 48-49.
7. TR TS 021/2011. O bezopasnosti pischevoy produkcii : utv. Resheniem Komissii Tamozhennogo soyuza ot 9 dek. 2011 g. № 880. - SPb. : GIORD, 2015. - 176 s.
8. Gasieva, V. A. Sposob povysheniya kachestva i bezopasnosti hlebobulochnyh izdeliy iz pshenichnoy muki putem sovershenstvovaniya tehnologii hmelevoy zakvaski / V. A. Gasieva [i dr.] // Vestnik KrasGAU. - 2016. - T. 113, № 2. - S. 118-124.
