1.4. Пути обогащении хлебобулочных изделий и сохранении их качества

Существенным достижением нутрициологии в последние годы явилось определение биологической роли многих нутриснтов, которые ранее рассматривались или с точки зрения их опасности для здоровья населения (селен), или вообще не рассматривались в качестве факторов, необходимых для жизнедеятельности человека (серебро, бор, кремний, германий и др.).

Данные, накопленные в области нутрициологии (науки о питании), свидетельствуют о том, что в условиях жизни современного человека невозможно адекватное обеспечение потребности организма всеми необходимыми для поддержания его жизнедеятельности пищевыми биологически активными компонентами за счет традиционного питания, поскольку содержание в них микронутриентов довольно низкое. Поэтому необходимы альтернативные источники микронутриентов, одним из которых являются продукты химического синтеза.

Для решения указанной проблемы в последнее время изучаются пути создания специальных продуктов питания, необходимых не только для ликвидации дефицита микронутриентов в питании, поддержания жизненных функций организма человека, но и защиты его от многих болезней, связанных с ухудшением экологической обстановки (заболевания иммунной и сердечнососудистой систем, дыхательных путей, онкологические болезни и преждевременное старение). Во многих странах мира (Великобритания, Норвегия, Финляндия, США и др.) широкомасштабные программы по оздоровлению населения решаются через хлеб и хлебопродукты [118].

Данные литературы о белковой, минеральной и витаминной ценности хлеба позволяют считать его одним из ценнейших продуктов питания [119]. Однако в хлебе обнаружен дефицит незаменимых аминокислот (лизина, треонина), макро- и микроэлементов (кальция, йода, железа и др.), витаминов (В| и В:). Поэтому актуальными задачами для хлебопеков являются не только улучшение качества хлеба и сохранение его свежести, но и повышение его пищевой ценности, в частности обогащение дополнительными нутриентами [119,120, 121, 122].

В практике хлебопечения для этих целей используются различные пищевые добавки, получаемые из растительного и животного сырья, химическим путем, в результате микробиологического синтеза или обработки природных материалов. Неоспоримый вклад в решение проблемы обогащения хлеба биологически ценными веществами внесли такие известные исследователи как Л .Я. Ауэрман [119], Н.П. Козьмина [120], B.JI. Кретович [121] и другие исследователи, работы которых приведены в данной главе.

Весьма широко в российском и зарубежном хлебопечении применяются добавки растительного происхождения, позволяющие обогатить пшеничную муку отдельными незаменимыми аминокислотами, клетчаткой, витаминами и микроэлементами. Например, в работах [123, 124] показана целесообразность добавления к пшеничной муке 50-70% муки из зерна тритикале для обогащения хлебных изделий незаменимыми аминокислотами. Однако применение тритикапевой муки в хлебопечении осложняется ее повышенной автокаталитической активностью и низким качеством клейковины, поэтому авторы предлагают использовать в качестве улучшитсля яблочный пектиновый экстракт. В работе [125] предложено использовать в качестве белоксодержащих добавок муку чечевицы и бобовых, что позволяет в готовом изделии снизить содержание крахмала в 1.7 раза, увеличить содержание незаменимых аминокислот в 2.6 раза, обогатить хлеб микроэлементами (калий, кальций, магний, железо, фосфор) и витаминами группы В.

Достаточно широко в производстве хлебобулочных изделий используют местное, нетрадиционное сырье и побочные продукты пищевой промышленности. Так, ряд работ [134-136] свидетельствуют о применении в хлебопечении кедровой муки в качестве источника белков, сбалансированных по аминокислотному составу, легко усваиваемых углеводов, витаминов и минеральных веществ. Рассматривается использование в качестве добавки к пшеничной муке 5% смеси из обезжиренной кедровой муки, пшеничных, ячменных и гороховых хлопьев для повышения биологической ценности, существенного улучшения органолептическнх и физико-химических показателей хлебобулочных изделий и замедления их черствення [134].

Известны и другие примеры использования растительного сырья в приготовлении хлеба: в Латинской Америке добавляют муку высушенных бананов, на Филлипинах - сушеный кокос, в США - выжимку из цитрусовых, в Индии - плоды кассавы, картофеля [143] и муку вигны китайской [144].

Наибольшее применение в хлебопекарной промышленности в качестве пищевых добавок получили продукты переработки овощей, фруктов, соки, отходы сокового производства - пюре, подварки, овощные и фруктовые порошки из целых плодов или их выжимок. Эти продукты содержат до 40-60 % Сахаров (сахарозы, глюкозы, фруктозы), 7-15 % пектиновых веществ и 2-4 % азотистых веществ, что позволяет их использовать при производстве булочных и кондитерских изделий [142, 147, 148]. Показана возможность использования при производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки взамен сахара или патоки сахаросодержащих паст из картофеля и сахарной свеклы, что позволяет увеличивать содержание калия на 24,2 и 6,2 %, магния на 6,6 и 5 %, железа в 1,95 и 2,1, цинка в 1,96 и 1,35, пектиновых веществ на 7,8 и 14,8%, клетчатки в 1,16 и 1,25 раз соответственно по сравнению с контрольным образцом. При этом улучшается также аминокислотный скор по лизину на 6-11% и замедляется черствение [149]. Работами [150, 151] показана целесообразность применения в производстве ржано-пшеничного хлеба в качестве добавки 3-6% от массы муки многокомпонентного порошкового полуфабриката, полученного распылительной сушкой смеси яблочного пюре с патокой. Эта добавка позволяет не только улучшить вкус и аромат хлеба, но и увеличить содержание витаминов, калия, железа, снизить соотношение кальция и фосфора до 1:2, ввести пектиновые вещества. В исследовании [152] рассматривается обогащение булочных изделий морковным пюре, пюре диких яблок, свекольного пюре и свекольного сока с добавлением винной, аскорбиновой, глютаминовой кислот, сыворотки молочной и муки из гороха.

Среди добавок животного происхождения, используемых в хлебопечении, можно отметить добавки на основе молока и продуктов его переработки, к примеру, молочная, творожная, подсырная сыворотки или белковые сывороточные концентраты [156-158].

Минерализация хлебобулочных изделий включает их обогащение рядом минеральных соединений через использование добавок химического происхождения. Такие добавки не только являются обогатителями хлебных изделий, но и применяются в качестве улучшителей для влияния на технологический процесс их приготовления.

Минеральные добавки (улучшители) - это соли, часто содержащие азот и фосфор. Аммонийные соли ортофосфорной кислоты, фосфаты натрия или калия используют для повышения активности дрожжей. Фосфаты кальция и натрия - для стабилизизации реологических свойств геста и улучшения пористости мякиша изделий. Пропионаты и ацетаты кальция не только оказывают влияние на активность ферментов муки, например, амилаз, но и предотвращают плесневенне и картофельную болезнь хлеба [159, 160]. Для этих целей предложено использовать композиционную смесь «Бинсой», состоящую из соевой муки, аскорбиновой кислоты, карбоната кальция, дегидрофосфата аммония [161].

Обогащение хлебобулочных изделий кальцием необходимо для формирования костной ткани, снижения опасности воздействия радиоактивного стронция. В качестве обогатителей хлеба кальцием используют химически осажденный кальций, соли кальция: цитрат, глюконат, карбонат, ацетат и др. В работах [162, 163] показана возможность использования пектиновой смеси в количестве 250 г на 100 кг муки для обогащения изделий кальцием, а также повышения выхода изделий и увеличения срока свежести. Состав пектиновой смеси включает цитрат кальция, пектины, аскорбиновую кислоту, амилолитические ферменты. В работе [164] показано применение препарата «Фитин», содержащего смесь кальциевых и магниевых солей инозитгсксафосфорной кислоты. Препарат вводят в рецептуру хлебных изделий в количестве 0,5% к массе муки и для повышения усвояемости кальция добавляют молочнокислые закваски или молочную сыворотку. При этом образуется легко вовлекаемый в обмен веществ лактат кальция.

Во многих странах мира проблема профилактики железодсфицитной анемии решается путем обогащения муки, хлебобулочных и макаронных изделий на мелькомбинатах или непосредственно на хлебозаводах препаратами железа. В качестве обогатителей используются элементарное железо и его соли: сульфат, фумарат, пирофосфат, лактат, глицерофосфат, сукцинат, цитрат, тартрат, железоклюконат и др. Так, разработана и производится витаминно-минеральная смесь для обогащения, улучшения органолептических, физико-химических и структурных свойств хлебобулочных изделий «Флагман», содержащая витамины РР, Е, группы В, фолевую кислоту, Р-каротин и сульфат железа (II) 7-водного. Смесь используют в количестве 0.05% от массы муки. Потребление 300 г хлеба с добавкой обеспечивает организм человека железом на 55 % от его суточной потребности [165]. В работе [164] предложено вводить в рецептуры хлебобулочных изделий препарат железа «Ферамид», состоящий из комплексного соединения хлорида железа и никотинамида. Препарат следует добавлять в количестве 0,28% от массы муки и для лучшего усвоения железа включать в рецептуру 5% зародышевых хлопьев и 3% яблочного порошка или продуктов переработки тыквы, как источники витаминов С, Вь В2, В6, Е; яблочной кислоты; фруктозы и аминокислот. Также для обогащения хлебобулочных изделий железом, разработаны и хорошо апробированы премиксы ряда отечественных производителей [166].

Йоддефицитнос состояние наблюдается у 90% населения России, в связи с этим йодирование продуктов питания является приоритетным направлением в хлебопечении. В качестве источника йода применяются йодированная соль, йодированные дрожжи и другое йодсодержащее сырье. Для этой цели разработана [163] пектиновая смесь, позволяющая не только улучшить качество хлеба, но и обогатить его йодом. Предложен [167] и внедрен в производство йодированный молочный белок - йодказсин аналог природного соединения йода с белком кормящей матери. Хлебные изделия с йодказеином используются для профилактики заболеваний щитовидной железы, связанных с недостатком йода. Разработано [168] йодсодержащее сырье «йоддар» - аналог природного йодированного белка.

Селен является одним из важнейших антиоксидантов непрямого действиня, участвует в синтезе гормонов щитовидной железы, реализации репродуктивной функции. Обеспеченность значительной части населения селеном не является оптимальной. Поэтому одним из путей профилактики селенлсфицитного состояния является включение в рацион питания продуктов, в том числе хлеба, обогащенных селеном. Использование обогащения хлеба селеном носит единичный характер. Так в работе [169] исследуется возможность применения препарата «Неоселен», в работе |170] проводится сравнительное исследование биодоступности селенсодержащего фикоцианина, селенита натрия и биомассы селенсодержащей спируллины, а авторы работы [171] исследуют влияние на качество хлебных изделий пищевой добавки «Селексен», содержащей 23-24% селена.

В организме человека по данным ВОЗ, кроме дефицитов железа, кальция, йода и селена, также наблюдается острая нехватка микроэлемента серебра. Установлено [65, 74], что содержание серебра в организме человека должно составлять 20 мкг на 100 г сухого вещества. Наиболее богаты им головной мозг, железы внутренней секреции, печень, почки, кости скелета. Серебро принимает участие в обменных процессах организма человека. Под влиянием серебра в два раза усиливается интенсивность окислительного фосфорилирования в митохондриях головного мозга, а также увеличивается содержание нуклеиновых кислот, что улучшает функцию головного мозга. Серебро также участвует в регуляции энергетического процесса, так как содержание его влияет на степень поглощения кислорода клетками различных органов. При изучении действия препаратов серебра на организм человека отмечено его стимулирующее действие на кроветворные органы, проявляющееся в исчезновении молодых форм нейтрофилов, увеличении количества лимфоцитов и моноцитов, эритроцитов и гемоглобина, замедлении СОЭ [74, 172]. Появились данные о том, что серебро является мощным иммуностимулятором, сравнимым со стероидными гормонами. Установлено, что в зависимости от дозы серебро может как стимулировать, так и подавлять фагоцитоз. Под влиянием серебра повышается количество иммуноглобулинов классов А, М, G, увеличивается процентное содержание абсолютного количества Т-лимфоцитов [74,172].

Поэтому в ежедневном рационе человека эссенциальная доза микроэлемента серебра должна достигать 0,088 мг серебра. Однако по требованию Госфармакопеи РФ адекватный уровень потребления серебра составляет 0,030 мг, а высшая суточная доза серебра - 0,070 мг [173]. Лечебные дозы серебра составляют от 20 до 65 мг в сутки [74]. 'Го есть разница между жизненно необходимой (эссенциальной) и максимально допустимой суточной дозой составляет тысячекратный диапазон, в котором находятся эссенциальные, гигиенические, профилактические, лечебные и максимально допустимые дозы серебра. Стоит отметить, что тошгшость соединений серебра зависит от его состояния. Так, многочисленными исследованиями доказано, что по сравнению с неорганическими соединениями серебра его коллоидные препараты гораздо менее токсичны. А минеральное серебро наноразмерного состояния безопасно и нетоксично для высокоорганизованных форм жизни, но известно своей токсичностью в отношении многих видов бактерий, паразитов, простейших и многих вирусов. Поэтому их используемые дозы для приема внутрь могут быть больше [74].

Таким образом, дефицит серебра в организме приводит к различным функциональным сбоям, поскольку серебро рассматривается как микроэлемент, необходимый для нормального функционирования внутренних органов и систем, обладающий иммуностимулирующими свойствами и активно воздействующий на болезнетворные бактерии и вирусы.

В настоящее время, для устранения дефицита серебра и антимикробной защиты организма человека, среди продуктов питания используются только серебряная вода и серебросодержащне биологически активные добавки различных производителей. Изучение патентной и специальной научной литературы позволяет утверждать, что данные но использованию серебряных наиокомпозитов для обогащения хлебобулочных изделий отсутствуют.

Выполненный анализ состояния проблемы дефицита серебра в организме человека привел к идее разработки новой рецептуры хлеба, путем введения в его состав серебряного нанобиокомпозита в виде наночастиц серебра на поверхности цеолита, в целях восполнения дефицита серебра в организме, коррекции минерального баланса пищевого рациона и повышения сроков их сохранения за счет использования антимикробных свойств серебра.