Технологии

Разработка кондитерских изделий обогащенных белком

Справочно-информационный материал
 

Кондитерские изделия вносят существенный вклад в рацион питания различных возрастных групп населения. Для данных изделий характерно низкое содержание белков, пищевых волокон, минеральных веществ и витаминов, и высокое - углеводов и жиров, что определяет повышенную калорийность. Поэтому весьма актуальны исследования по совершенствованию рецептур и технологий кондитерских изделий, обогащению незаменимыми нутриентами, снижению калорийности.

Целью данной работы стало создание рецептуры и технологии производства кондитерских изделий, обогащенных полноценным белком. Объекты разработки - пралиновые глазированные конфеты и глазированные вафли с жировой начинкой со 100%-ой заменой сахара на сахарозаменители. Работа выполнена в Научно-исследовательском институте «Продовольственная безопасность» РЭУ им. Г.В. Плеханова. На основании проведенных лабораторных испытаний подобран состав компонентов в рецептурах пралиновых глазированных конфет и глазированных вафель с жировой начинкой с высоким содержанием белков. Для обеспечения высокого содержания белков в продуктах использован концентрат молочного белка в сочетании с концентратом белка молочной сыворотки. В качестве заменителей сахара применены мальтит, изомальт, подсластителя - стевиозид. Для повышения пищевой и биологический ценности продуктов использованы такие ингредиенты как полидекстроза, цикорий, инулин. Рассчитана пищевая ценность разработанных кондитерских изделий, полученные результаты подтвердили эффективность подобранных рецептур, для которых характерно высокое содержание белков.
Таким образом, разработаны пралиновые глазированные конфеты и глазированные вафли с жировой начинкой с высоким содержанием белков, обогащенные ингредиентами повышенной пищевой и биологической ценности, со сниженной калорийностью, обладающие высокими органолептическими свойствами. В Основах государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года и Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года уделяется особое внимание удовлетворению физиологических потребностей населения за счет создания рационов на основе высококачественных и безопасных продуктов питания. Кондитерские изделия вносят существенный вклад в рацион питания различных возрастных групп населения, особенно детей и молодежи.
Данные изделия пользуются регулярным устойчивым спросом, благодаря высоким вкусовым свойствам, ценовой доступности, удобству потребления (Резниченко, 2017, с. 150). Однако состав кондитерских изделий не сбалансирован, они обладают низкой пищевой ценностью и высокой энергетической ценностью (калорийностью), содержат большое количество жиров и углеводов при незначительном содержании незаменимых ингредиентов, макро- и микронутриентов (Кудряшова, 2014, с.186).

Литературный обзор

Целесообразность обогащения кондитерских изделий физиологически функциональными ингредиентами, позволяющими улучшать их потребительские свойства, отмечается в публикациях ученых. Анализ научных публикаций, посвященных разработке обогащенных кондитерских изделий, свидетельствует о том, что их ассортимент постоянно расширяется за счет использования новых сырьевых ресурсов и технологий (Ткешелашвили, 2017, с. 40). В Московском государственном университете пищевых производств проведены исследования по созданию мармелада, обогащенного полиненасыщенными жирными кислотами (Скобельская и др., 2017, с. 4).

Во Всероссийском научно-исследовательском институте кондитерской промышленности создана технология изготовления тираженного ириса с низким содержанием углеводов, пониженной калорийностью, с использованием полиола изомальта, т.е. изделий профилактического назначения (Крылова, 2013, с. 15). 

В Московском государственном университете технологии и управления им. К.Г. Разумовского разработана рецептура и технология производства желейных конфет с использованием экстракта зеленого чая с целью обогащения полифенольными веществами, микроэлементами - хромом, марганцем, селеном, цинком. Применение экстракта зеленого чая позволяет расширить ассортимент продукции с высокими потребительскими и профилактическими свойствами (Якунина, 2016, с. 46).

В Тамбовском государственном техническом университете разработана технология производства желейных и сбивных конфет с добавлением экстрактов из листьев крапивы двудомной, порошков из тыквы, моркови и их смесей в качестве источников микронутриентов, придающим готовым изделиям функциональные свойства (Смолихина, 2013, с. 20).

В Дальневосточном федеральном университете (г. Владивосток) созданы сбивные конфеты, содержащие тыквенного пюре и молочную сыворотку, по органолептическим и физико-химическим показателям не уступающие имеющимся аналогам, обогащенные β-каротином, минеральными веществами и пищевыми волокнами (Новицкая Е.Г., 2017, с.6).

В Мичуринском государственном аграрном университете разработаны новые виды мучных кондитерских изделий с добавлением продуктов переработки топинамбура, что позволяет обеспечивать организм человека инулином, клетчаткой, пектином, витамином С, каротиноидами и другими биологически активными веществами, придающими готовым изделиям функциональные свойства (Винницкая, 2014, с. 82).

В Сибирском федеральном университете проведены исследования по применению таких функциональных ингредиентов из местного растительного сырья, как пектина из хвойного сырья и биологически активных добавок из полыни сиверса в производстве обогащенных кексов и печенья (Губаненко, 2015, с. 105).

Учеными Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова предлагается ввести в рецептуру печенья муку из семян амаранта (20 %) и цельносмолотую белозерную рожь (25 %) или композитную смесь из 10 % амарантовой муки и 15 % цельносмолотого зерна ржи, что позволит получить сахарное печенье повышенной пищевой и биологической ценности, улучшить показатели качества готовых изделий (Шелубкова, 2014, с. 50).

В Воронежском государственном университете инженерных технологий предложено применение муки из цельносмолотых семян нута, моркови, льняного масла, клюквы в рецептуре кексов с целью повышения их качества, пищевой и биологической ценности. В результате разработана технология кекса, обогащенного белками, полиненасыщенными жирными кислотами, пищевыми волокнами, витаминами А, Е, группы В, холином, минеральными веществами – калием, фосфором, магнием, железом (Лукина, 2015, с. 49). Разработана технология песочно-выемного печенья повышенной пищевой ценности с новыми видами сырья. В качестве обогащающих растительных добавок выбраны порошки из черемухи и топинамбура (Лобосова, 2018, с. 562). Предложено ввести в рецептурный состав сбивного изделия пшеничную муку высшего сорта, в качестве обогащающей добавки – цедру лимона. Полученное изделие обладает оригинальными органолептическими показателями, повышенной пищевой ценностью, из рецептурного состава исключены красители и ароматизаторы. Его можно рекомендовать не только людям, страдающим непереносимостью яичного белка, но и всем категориям потребителей (Магомедов, 2018, с. 82).

На базе Омского института (филиала) Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова и Сибирского университета потребительской кооперации разработан обогащенный желейно-фруктовый мармелад, предназначенный для питания детей и подростков в возрасте от 3 до 14 лет, продукт не содержит искусственных красителей, ароматизаторов и консервантов. Сырьевым компонентом служило клюквенное пюре, функциональным ингредиентом - аскорбиновая кислота (Табаторович, 2015, с. 13). Изучены потребительские свойства желейного мармелада повышенной пищевой ценности, изготовленного с добавлением настоя цветков гибискуса, обогащенного аскорбиновой и янтарной кислотами. Обогащенный мармелад является функциональным продуктом питания (Табаторович, 2013, с. 4).

Таким образом, учеными активно исследуются различные факторы, формирующие качество обогащенных и функциональных кондитерских изделий, структуру их ассортимента для разработки рекомендаций их массового потребления с целью обогащения рациона незаменимыми нутриентами.

Теоретическое обоснование

Литературный обзор показал актуальность и целесообразность обогащения кондитерских изделий физиологически функциональными ингредиентами, позволяющими улучшать их потребительские свойства. Приоритетным направлением развития кондитерской отрасли остается изыскание новых растительных источников биологически активных веществ (преимущественно, витаминов, микроэлементов, пищевых волокон, полиненасыщенных жирных кислот), разработка технологии их переработки для обеспечения населения России биологически полноценными продуктами питания, отвечающими требованиям физиологических норм организма человека, потребностям различных возрастных групп, состоянию здоровья населения (Кудряшова, 2014, с. 186; Куракина, 2015, с. 468; Ткешелашвили, 2017, с. 10).

Целью данной работы стала разработка рецептуры и технологии производства кондитерских изделий, обогащенных полноценным белком. Создание обогащенных кондитерских изделий требует целенаправленного изменения их химического состава, максимально приближенного к требованиям теории сбалансированного питания с обязательным сохранением традиционных органолептических показателей, свойств и структуры. При создании рецептур обогащенных изделий необходимо было решить ряд задач: обеспечить высокое содержание белков в изделиях; внести в продукт ингредиенты, повышающие его пищевую и биологическую ценность; обеспечить высокие органолептические показатели изделий и, что немаловажно для производителей, обеспечить технологичность процесса производства.

Кондитерские изделия нуждаются в существенной коррекции химического состава в направлении повышения биологической ценности путем обогащения полноценным белком при одновременном снижении энергетической ценности и сахароемкости.

Обеспечение населения полноценным белком было и остается одной из актуальных проблем питания (Тармаева, 2017, с.9). Результаты исследований, проводимых отечественными и зарубежными учеными, свидетельствуют о снижении потребления полноценного белка. Дефицит полноценного белка может иметь пагубные последствия для всего организма: уменьшается выработка ферментов и усвоение важнейших питательных веществ (витаминов, микроэлементов). Могут возникнуть серьезные гормональные нарушения. (Кудряшова, 2014, с. 186) Следовательно, обеспечение организма белком, в первую очередь полноценным, является важным фактором питания.

Одним из наиболее перспективных путей ликвидации белкового дефицита является использование источников белка, в том числе животных и растительных (Кудряшова, 2014, с. 44). Перспективным направлением является использование молочного белка и белка молочной сыворотки.

Углеводы содержатся во всех органах и тканях. Они входят в состав оболочек клеток, принимают участие в образовании многих важнейших веществ. Но чрезмерное потребление углеводов вызывает нарушения обмена веществ и связанные с этим сахарный диабет, ожирение, заболевания сердца, порчу зубов. (Куракина, 2015, с. 468) Поэтому особый интерес представляет создание новых видов продуктов обогащенных и функционального назначения с полной или частичной заменой сахара на натуральные сахарозаменители.

Исследование

Материалы

В лабораторных условиях разработаны рецептуры пралиновых глазированных конфет и глазированных вафель с жировой начинкой с высоким содержанием концентратов сывороточного и молочного белков, со 100%-ной заменой сахара на сахарозаменители.

Для обеспечения высокого содержания белков в продуктах в рецептуру включили концентрат молочного белка «МРС 85» (EMMI MILCH AG, Швейцария) в сочетании с концентратом белка молочной сыворотки «Lacprodan 80» (Arla Foods Ingredients amba, Дания), представляющие легкосыпучие порошки бледнокремового цвета влажностью не более 6,0%.

Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека, по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью (валина, лейцина и изолейцина) превосходит все остальные белки животного и растительного происхождения. Сывороточные белки стимулируют иммунную систему, понижают содержание холестерина. Введение данных концентратов повышает содержание полноценного животного белка в пралиновых глазированных конфетах и глазированных вафлях с жировой начинкой, значительно возрастает биологическая ценность изделий.

В качестве заменителей сахара использовали мальтит (Е965) (Cargill, Inc., США), изомальт (Е953) (Cargill, Inc., США), подсластителя – стевиозид «GL Stevia» ST80 (Xinghua GL Stevia Co., Ltd, Китай).

Мальтит представляет собой многоатомный спирт, синтезируемый из солодового сахара - мальтозы, которую вырабатывают из кукурузного или картофельного крахмала. Со сладким вкусом, примерно 80% от сладости сахарозы. Мальтит не вызывает кариеса и имеет незначительные ограничения для больных диабетом. Энергетическая ценность мальтита составляет 238 ккал. (Митчелл, 2010, с.32).

Изомальт - низкокалорийный углевод, получают из сахарозы. Обладает низким гликемическим индексом, не вызывает кариеса, защищает организм от резких скачков сахара в крови. (Митчелл, 2010, с.32)

Стевиозид - экстракт из листьев стевии, подсластитель натурального растительного происхождения. Употребление стевиозида снижает уровень сахара и уменьшает количество холестерина в крови, стабилизирует артериальное давление, нормализует углеводный и липидный обмены, способствует нормализации пищеварения, устраняет дисбактериоз.

Для повышения пищевой и биологический ценности продуктов использовали такие ингредиенты как полидекстроза, инулин, цикорий.

Полидекстрозу (E1200) (MENGZHOU TAILIJIE CO., LTD, Китай) использовали как источник растворимых пищевых волокон. По технологическим и органолептическим характеристикам полидекстроза похожа на сахарозу, но не обладает ее калорийностью и гликемическим индексом, успешно заменяет ее в рецептуре, снижая калорийность продукта (Аймесон, 2012, с. 304).

Инулин - органическое вещество из группы сложных углеводов (полисахарид). Получают его в результате переработки корней и клубней некоторых растений, преимущественно цикория. Помогает организму в очищении, нормализации пищеварения, обмена веществ и способствует усвоению микроэлементов магния и кальция, нормализует уровень сахара в крови. Добавление цикория способствует увеличению количества таких минеральных веществ, как кальций, калий, фосфор, натрий, марганец, железо, медь, аскорбиновой кислоты, витаминов группы B и A.

Результаты и их обсуждение

На первом этапе исследований разработана рецептура пралиновых глазированных конфет, в которых как шоколадная глазурь, так и корпус с высоким содержанием концентратов сывороточного и молочного белков.

Шоколадная глазурь, обогащенная белком, в соответствии с рецептурой содержит общего сухого остатка какао-продуктов 46%, масла какао 33,5% (ГОСТ Р 53897-2010).

Разработанная рецептура протеинсодержащих пралиновых конфетных масс, позволяет сохранить производство изделий без кардинальных изменений в ходе технологического процесса и машинно-аппаратурной схемы. Благодаря сохранению пластичности массы и ее реологических свойств, процесс формования и структурообразования остались без изменений. Из-за высокого содержания белков в массе резко снижается ее текучесть и повышается вязкость. Для обеспечения реологических свойств массы при температуре формования отрегулировали жировой показатель массы, что позволило стабилизировать процесс формования, структурирования, резки корпусов конфет.

На основании проведенных лабораторных испытаний разработаны две рецептуры пралиновых глазированных конфет с высоким содержанием белков (табл. 1).

Рассчитана пищевая ценность пралиновых глазированных конфет, полученные результаты подтвердили эффективность подобранного состава сырья: высокое содержание белков в готовом продукте (27,0-28,0%), а также снижение калорийности продукта (табл. 2).

На втором этапе исследований был разработан состав начинки (табл. 3), который позволил обогатить вафельные изделия белком и снизить калорийность (табл. 4). Для глазирования использовали шоколадную глазурь, обогащенную белком. Высокое содержание белков в начинке вызывает снижение ее текучести и нарушает ведение процесса намазки начинки на вафельный лист, также не позволяет обеспечить требуемое соотношение начинки и листа в процессе приготовления пласта, затрудняет процедуру резки пласта. Для обеспечения технологичности процесса и минимизации возвратных отходов при приготовлении вафель, содержание жира в начинке было доведено до 37-38%. Жир для вафельных начинок (СТО 00336444.002- 2015) применяли с низким не более 2% содержанием трансизомеров.

Высокое содержание белков в начинке вызывает снижение ее текучести и нарушает ведение процесса намазки начинки на вафельный лист, также не позволяет обеспечить требуемое соотношение начинки и листа в процессе приготовления пласта, затрудняет процедуру резки пласта. Для обеспечения технологичности процесса и минимизации возвратных отходов при приготовлении вафель, содержание жира в начинке было доведено до 37-38%. Жир для вафельных начинок (СТО 00336444.002- 2015) применяли с низким не более 2% содержанием трансизомеров.

Таким образом, анализ пищевой ценности разработанных изделий в сравнении с традиционными образцами показал, что в предлагаемых изделиях увеличено количество полноценных белков: в пралиновых глазированных конфетах в 4 раза, в вафлях с жировой начинкой в 7 раз.
Высокую органолептическую оценку полученных образцов кондитерских изделий подтвердил дегустационный совет. Разработана нормативно-техническая документация по производству данных изделий.

Выводы

Разработаны пралиновые глазированные конфеты и глазированные вафли с жировой начинкой с высоким содержанием белков, со 100%-ной заменой сахара на сахарозаменители, обогащенные ингредиентами повышенной пищевой и биологической ценности, со сниженной калорийностью, обладающие высокими органолептическими свойствами.
В дальнейшей работе планируется определить новые источники биологически активных веществ для создания обогащенных кондитерских изделий, получить опытные образцы и исследовать каче ство готового продукта в соответствии с требованиями стандартов. 

Ткешелашвили Манана Емельяновна,
Бобожонова Галина Александровна,
Сорокина Анна Владимировна.

«Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова»