Кемерово, Кемеровская область, Россия
Изучено взаимное влияние селенопирана и йодида калия в модельных растворах. Разработаны рецептура и технология комплексных обогащающих добавок (КОД) для хлебобулочных изделий, установлены режимы и сроки хранения. Показана высокая сохранность йода и селена в хлебе при выпечке. Установлено положительное влияние КОД на потребительские свойства хлеба в процессе хранения.
Йод, селен, дефицит, комплексная обогащающая добавка, хлеб, показатели качества.
Введение
Обогащение пищевых продуктов – широко используемый и эффективный механизм коррекции питания населения. Для обогащения пищевых продуктов используются те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место, достаточно широко распространен и небезопасен для здоровья. По мнению российских и зарубежных ученых, развитие индустрии функционального питания является самым перспективным направлением в пищевой промышленности в настоящее время, так как оно в наибольшей степени отвечает запросам потребителей [1].
Распоряжение № 1873-р от 25.10.2010 г. «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года» рассматривает развитие производства обогащенных микронутриентами пищевых продуктов в качестве важнейшей меры, от решения которой зависит улучшение питания и здоровья населения России.
Как правило, поливитаминный дефицит сочетается с недостаточным поступлением ряда минеральных веществ и микроэлементов, в том числе селена и йода. Данные микроэлементы функционально тесно взаимосвязаны, поскольку селен содержится в ферментах, регулирующих активность тиреоидных гормонов, синергичны друг другу и оказывают влияние на работу иммунной, антиоксидантной систем организма. Селеновый статус влияет как на гомеостаз тироксина, так и на усвояемость йода. При одновременном дефиците в организме этих микроэлементов развивается гипотиреоз, следствием чего является торможение процессов усвоения кислорода, выработки энергии и нарушение процессов метаболизма с образованием недоокисленных продуктов, которые оказывают общетоксическое действие, в конечном итоге снижаются продуктивность и воспроизводительная функция животных и людей [2].
Разработка комплексной обогащающей добавки (КОД) для производства хлеба, содержащей селен и йод, является актуальной для различных регионов, население которых испытывает дефицит микронутриентов.
Целью работы явилось изучение возможности совместного использования препаратов йода и селена в составе обогащающей добавки, используемой при разработке рецептуры и технологии функциональных хлебобулочных изделий.
Материалы и методы
Основные этапы работы выполнены на базе кафедры «Технология и организация общественного питания» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологичес-кий институт пищевой промышленности», произ-водственной лаборатории ОАО «Тюменский хлебо-комбинат» (г. Тюмень), межкафедральной биохими-ческой лаборатории Пензенской государственной сельхозакадемии (г. Пенза), лаборатории испытания пищевых продуктов и промышленных товаров Тю-менского независимого сертификационно-испыта-тельного центра (г. Тюмень).
На первом этапе обоснован выбор обогащающей добавки (выбор соединений селена и йода), проведе-ны исследования их совместимости в составе комп-лексной обогащающей добавки, определен состав и оптимальная дозировка КОД. Далее проведены исследования влияния КОД на органолептические, физико-химические показатели качества, процессы, происходящие при хранении хлебобулочных изде-лий. На следующем этапе разработаны рецептуры и технологии хлеба с комплексными обогащающими добавками, установлены регламентируемые показа-тели качества продуктов.
Объектами на различных этапах исследования являлись: препараты селенопиран (ТУ 2415-009-11995782-08, Регистрационное удостоверение № 002744.Р.643.03.2001, ООО «Биокор», Россия), калий йодистый (ГОСТ 4232); модельные составы и окончательный вариант комплексных обогащающих добавок для хлебобулочных изделий, мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, хлебобулочные изделия.
Йодид калия (йодистый калий, KI) – калиевая соль йодоводородной кислоты. Представляет собой белые кристаллы с кубической кристаллической решеткой или белый мелкокристаллический порошок, который при длительном воздействии света или при нагревании приобретает бурый цвет – происходит окисление кислородом йодид-ионов до элементарного йода, имеет солено-горький вкус. Йодистый калий достаточно гигроскопичен, легко растворим в воде (1:0,75), спирте (1:12), глицерине (1:2,5). Это наиболее распространенная форма йода для обогащения пищевых продуктов в настоящее время, доказавшая свою эффективность.
Селенопиран – гетероциклическое соединение 9-фенил симметричный октагидроселеноксантен, представляет собой оранжевый жирорастворимый порошок без запаха, содержащий 24 % селена и обладающий низкой токсичностью. Комплексные исследования позволили выявить, что селенопиран менее токсичен, чем неорганическое соединение – селенит натрия, в 77 раз, по классификации отнесен к 3 классу токсичности. Полученные данные исследований свидетельствуют о том, что селенопиран не является аллергеном, не обладает канцерогенной активностью, напротив, отмечена гепатопротекторная функция и в некоторой степени антиканцерогенное действие [3].
При выполнении работы использовали стандартные, общепринятые и модифицированные органолептические, физико-химические методы исследований. Содержание селена проводили по методике М 04-33-2004 «Определение селена в пробах пищевых продуктов и продовольственного сырья, комбикормов и сырья для его производства» на анализаторе жидкости «ФЛЮОРАТ®-02». Содержания йода определяли методом инверсионной вольтамперометрии (ИВ) в соответствии с ГОСТ Р 52689-2006 «Продукты пищевые. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения массовой концентрации йода». Результаты исследований обрабатывались современными методами расчета статистической достоверности измерений с помощью пакета компьютерных программ Statistika.
Результаты и их обсуждение
Основываясь на литературных данных о степени усвояемости и уровне токсичности, в качестве соединений селена и йода были выбраны селенопиран и йодид калия.
Селенопиран выгодно отличается от используемых сегодня препаратов селена совместимостью с любыми ингредиентами лекарственных препаратов и пищевых добавок, защищает их от окислительной деструкции, благотворно воздействует на адаптивный ресурс организма [4].
Для определения оптимального соотношения селенопирана и йодида калия в КОД были проведены исследования, целью которых явилось установление взаимного влияния препаратов друг на друга. В ходе эксперимента были приготовлены модельные водные и водно-жировые растворы данных соединений с
концентрацией селена и йода от 20 до 100 % от рекомендуемой нормы потребления данных микронутриентов; время выдержки 3 часа при температуре 30 ºС. Сохранность йода во всех модельных образцах составила 100 %. Данные о сохранности селена представлены на рис. 1.
Рис. 1. Сохранность селена в модельных растворах
Интервал концентраций от 1:2 до 1:3 был изучен более подробно с шагом 0,1. Установлено, что при соотношении Se:I в растворах от 3:1 до 1:2,1 наблюдается их наибольшая сохранность. При соотношении Se:I = 1:10 наблюдается наибольшая потеря селена в водном растворе – в среднем 6 %.
На следующем этапе исследований изучено влияние йодида калия и селенопирана в виде монодобавок на хлебопекарные свойства пшеничной муки, в частности, на качество клейковины. Добавки вносили в виде водных растворов при замешивании теста. Результаты представлены в табл. 1.
Полученные результаты показывают, что уже при дозировке йодида калия (в пересчете на йод) 30 мкг/100 г начинают происходить изменения в качестве клейковины, так как йодид калия является достаточно сильным окислителем, оказывающим существенное влияние на состояние белково-прот-еиназного комплекса муки: под его действием снижается активность протеолитических ферментов, активаторов протеолиза, упрочняется четвертичная и третичная структура белка и, как следствие, повышается сила муки. Данное свойство может быть полезным для муки с излишне растяжимой клейковиной и среднего качества, однако в данном исследовании использовалась мука с клейковиной первой группы средней растяжимости и при дозировке йодида калия более 35 мкг/100 г наблюдалось существенное снижение ее качества и свойств. Таким образом, использование йодида калия в качестве единственной обогащающей добавки при производстве хлеба из пшеничной муки является нецелесообразным для муки с клейковиной первой группы. Использование в качестве монодобавки селенопирана в исследуемых интервалах концентраций отрицательного влияния на качество клейковины не оказывает.
Таблица 1
Влияние йодида калия и селенопирана на качество клейковины
пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта, n = 5
|
Образец |
Показатели прибора ИДК-1М, у.е. |
Характеристика клейковины |
Группа клейковины |
||
|
Мука пшеничная в/с (ОАО «Тюменский комбинат хлебопродуктов»), контроль |
62,4±0,9 |
Хорошая эластичность, средняя растяжимость |
1 группа |
||
|
Мука пшеничная с добавлением йодида калия |
Йодид калия, в пересчете на йод, мкг/100 г |
30 |
55,2±1,1 |
Хорошая эластичность, средняя растяжимость |
1 группа |
|
35 |
43,1±1,1 |
Удовлетворительная эластичность, короткая растяжимость |
2 группа |
||
|
40 |
41,6±0,9 |
2 группа |
|||
|
45 |
39,6±0,29 |
2 группа |
|||
|
Мука пшеничная с добавлением селенопирана |
Селенопиран, в пересчете на селен, мкг/100 г |
15 |
62,4±0,9 |
Хорошая эластичность, средняя растяжимость
|
1 группа |
|
20 |
62,8±1,1 |
1 группа |
|||
|
25 |
62,4±0,9 |
1 группа |
|||
|
30 |
60,4±0,9 |
1 группа |
|||
Далее изучалось влияние йодида калия и селенопирана как в виде монодобавок, так и в составе КОД на потребительские свойства хлеба. При этом исследовалась возможность использования двух форм внесения добавок: в смеси с сахарной пудрой (КОД 1) и в виде водно-жировой эмульсии (КОД 2) с содержанием в 1 г: селена – 14,3 мкг и йода – 30 мкг. Результаты исследований органолептических показателей хлеба представлены в табл. 2.
Результаты исследований показали, что использование йодида калия в качестве монодобавки в количестве 35 и более мкг/100 г муки ухудшает органолептические показатели качества хлеба, что согласуется с данными, полученными ранее (см. табл. 1). Добавление селенопирана отрицательного действия не оказывает. Однако в составе КОД 1 и КОД 2 отрицательное влияние йодида калия нивелируется. По всем показателям обогащенный хлеб не уступает контролю, а по таким показателям, как внешний вид поверхности, характер пористости, эластичность, упругость мякиша, вкус, разжевываемость, превосходит его.
Таблица 2
Влияние добавок йода и селена на органолептические показатели хлеба, n = 5
|
Показатель |
Оценка, балл (max – min 5,0–1,0) |
||||||||
|
Контроль (без добавки) |
С монодобавкой |
С комплексной добавкой |
|||||||
|
Калия йодид, в пересчете на йод, мкг/100 г муки |
Селенопиран, в пересчете на селен, мкг/100 г муки |
КОД 1, г/100 г муки |
КОД 2, г/100 г муки |
||||||
|
30 |
35 |
15 |
30 |
1 |
1,5 |
1 |
1,5 |
||
|
Форма |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,0±0 |
4,2±0,4 |
4,4±0,5 |
4,4±0,5 |
4,6±0,5 |
4,2±0,4 |
4,4±0,5 |
|
Внешний вид поверхности |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,4±0,5 |
4,2±0,4 |
4,4±0,5 |
|
Окраска корки |
4,4±0,5 |
3,8±0,4 |
2,4±0,5 |
4,0±0 |
4,6±0,5 |
4,6±0,5 |
5,0±0 |
4,0±0 |
4,4±0,5 |
|
Характер пористости, крупность и равномерность пор |
4,5±0,1 |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,4±0,5 |
4,5±0 |
4,4±0,5 |
4,6±0,5 |
4,4±0,5 |
4,6±0,5 |
|
Эластичность, упругость мякиша |
4,0±0 |
3,8±0,4 |
3,2±0,4 |
4,0±0 |
4,4 ±0,5 |
4,2±0,4 |
4,6±0,5 |
4,0±0 |
4,4±0,5 |
|
Цвет мякиша |
4,6±0,5 |
4,0±0 |
4,0±0 |
4,6±0,5 |
4,8±0,4 |
5,0±0 |
5,0±0 |
5,0±0 |
5,0±0 |
|
Запах |
4,2±0,4 |
4,0±0 |
4,0±0 |
4,4±0,5 |
4,6±0,5 |
4,8±0,4 |
4,8±0,4 |
4,8±0,4 |
5,0±0 |
|
Вкус |
3,8±0,4 |
4,0±0 |
3,8±0,4 |
4,0±0 |
4,2±0,4 |
4,2±0,4 |
4,8±0,4 |
4,2±0,4 |
4,8±0,4 |
|
Разжевываемость |
3,8±0,4 |
3,8±0,4 |
3,4±0,5 |
4,2±0,4 |
4,4±0,5 |
4,4±0,5 |
4,8±0,4 |
4,2±0,4 |
4,8±0,4 |
Изучено изменение потребительских свойств хлеба в процессе хранения, в частности, изучена динамика крошковатости по методу, предложенному Л.П. Пащенко и др. [5] (рис. 2 и 3).
Рис. 2. Динамика крошковатости хлеба с йодидом калия и селенопираном (в пересчете на йод и селен) в процессе хранения
Рис. 3. Динамика крошковатости хлеба с КОД 1 и КОД 2 в процессе хранения
Результаты исследований показали, что увеличение количества вносимого йодида калия с 30 до 40 мкг йода/100 г муки существенно увеличивает крошковатость мякиша – с 6 до 20 % через 72 часа после выпечки. Хлеб, обогащенный только селенопираном, не дает значительного увеличения крошковатости. Хлеб, обогащенный КОД 1 и КОД 2, в целом сохраняется лучше, без изменений состояния мякиша.
При разработке технологии особый интерес представляли фактические потери микронутриентов при выпечке. Результаты показали, что потери селена как при использовании селенопирана в качестве монодобавки, так и в составе КОД соответствуют литературным данным и в среднем составили 49–50 %. Потери йода при использовании йодида калия в составе КОД на 8–9 % ниже, чем при моновнесении, и также составляют 49–50 %.
На основании полученных результатов разработаны рецептуры и технологии комплексных ОД «Фиосел» и «Фиосел 1». В качестве наполнителей выбраны сахарная пудра и водно-жировая эмульсия соответственно.
Технологическая схема производства разработанных добавок предусматривает следующее:
– для КОД «Фиосел»: в связи с особенностями распределения микронутриентов предполагается производство в аптечной сети по договору с предприятием. Приготовление КОД осуществляется по технологии производства аптекарских порошков и включает этапы: растирание ½ части сахара, постепенное введение селенопирана, йодида калия, затем дробными порциями остальное количество сахара в виде сахарной пудры, тщательное перемешивание до полной однородности смеси, упаковка и маркировка. Объем разовой партии 1 кг;
– для КОД «Фиосел 1»: предполагается производство в лаборатории хлебопекарного предприятия. Технологический процесс включает следующие этапы: приготовление водно-жировой эмульсии (состав: вода 70 %, масло растительное 27 %, лецитин 3 %), добавление селенопирана и йодида калия, перемешивание в течение 5–10 мин при частоте 1000–3000 об/мин.
Изучены показатели качества, в том числе сохранность йода и селена в КОД в процессе хранения (результаты представлены в табл. 3 и 4).
Таблица 3
Сохранность йода и селена в КОД «Фиосел» в процессе хранения, Т = 18–22 °C, φ ≤ 75 %, n = 3
|
Показатель |
Срок хранения, мес. |
|||||
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
|
Содержание йода, мг/100 г |
2,99±0,01 |
2,97±0,05 |
2,97±0,01 |
2,91±0,02 |
2,85±0,05 |
2,84±0,01 |
|
Содержание селена, мг/100 г |
1,42±0,01 |
1,42±0,02 |
1,38±0,05 |
1,38±0,03 |
1,36±0,05 |
1,32±0,01 |
Таблица 4
Сохранность йода и селена в КОД «Фиосел 1» в процессе хранения, Т = 2–6 °C, φ ≤ 85 %, n = 3
|
Показатель |
Срок хранения, сут. |
|||||
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
|
Содержание йода, мг/100 г |
2,99±0,01 |
2,99±0,05 |
2,97±0,01 |
2,94±0,02 |
2,94±0,05 |
2,92±0,01 |
|
Содержание селена, мг/100 г |
1,43±0,02 |
1,42±0,02 |
1,42±0,05 |
1,38±0,03 |
1,37±0,05 |
1,37±0,01 |
Установлено, что в процессе хранения органолептические показатели КОД «Фиосел» не изменились, а у КОД «Фиосел 1» по истечении 7 суток наблюдается расслоение водно-жировой эмульсии. Микробиологические показатели оставались в норме.
На основании полученных результатов установлены следующие режимы и сроки хранения:
– для КОД «Фиосел»: 6 месяцев при Т = 18–22 °C, φ ≤ 75 %;
– для КОД «Фиосел 1»: 7 суток при Т = 2–6 °C, φ ≤ 85 %.
Для разработанных КОД установлены регламентируемые показатели качества, которые представлены в табл. 5.
Таблица 5
Регламентируемые показатели качества комплексных обогащающих добавок
|
Показатель |
«Фиосел» |
«Фиосел 1» |
|
Внешний вид |
Однородный порошок слегка желтоватого цвета |
Однородная эмульсия желтоватого цвета |
|
Запах |
Без запаха |
Без запаха |
|
Содержание йода, мг/100 г |
1,7–1,9 |
1,7–1,9 |
|
Содержание селена, мг/100 г |
1,3–1,5 |
1,3–1,5 |
|
Размер частиц, мм, не более |
0,16 |
– |
|
Содержание примесей |
Не допускается |
Не допускается |
Разработаны рекомендации по применению обогащающих добавок в производстве хлебобулочных изделий: КОД «Фиосел» – 1,1–1,5 кг на
Обогащенные йодом и селеном хлебобулочные изделия являются средством профилактики йод- и селендефицитных состояний населения, проживающего в эндемичных по данным нутриентам регионах. При маркировке хлебобулочных изделий, обогащенных комплексными добавками с йодом и селеном, дополнительно указывается содержание этих нутриентов в порции/100 г изделия, а также имеющиеся
противопоказания к употреблению (индивидуальная непереносимость, обязательная консультация с врачом лицам с заболеваниями щитовидной железы).
Проведен расчет себестоимости КОД «Фиосел» и КОД «Фиосел 1», а также отпускной цены обогащенного хлеба. Себестоимость
1. Дурнев, А.Д. Функциональные продукты питания / А.Д. Дурнев, Л.А. Оганесянц, А.Б. Лисицын // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - № 9. - С. 15-21.
2. Блинков, И.Л. Микроэлементы: краткая клиническая энциклопедия / И.Л. Блинков, А.К. Стародубцев, С.Ш. Су-лейманов, Е.В. Ших. - Хабаровск: Издат. центр, 2004. - С. 210.
3. Галочкин, В.А. Селенопиран - новый высокоэффективный антиоксидант / В.А. Галочкин, А.Ф. Блинохватов, Г.И. Боряев и др. // Биоантиоксидант: V Междунар. конф. - М., 1998. - С. 19-21.
4. Голубкина, Н.А. Оценка селенового статуса организма при приеме селенопирана / Н.А. Голубкина и др. // Мик-роэлементы в медицине. - № 6. - С. 33-36.
5. Пащенко, Л.П. Практикум по технологии хлеба, кондитерских и мака¬ронных изделий / Л.П. Пащенко, Т.В. Санина, Л.И. Столярова, Е.И. Пономарева, С.И. Лукина. - М.: КолосС, 2006. - 215 с.
