Розробка нових видів булочок для сендвічів для оздоровчого харчування вітамінізованих каротиноїдними рослинними нанодобавками

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Розробка нових видів булочок для сендвічів для оздоровчого харчування вітамінізованих каротиноїдними рослинними нанодобавками

Р.Ю. Павлюк, В.В. Погарська, Л.М. Біленко,

О.О. Юр'єва, А.Е. Гасанова, Н.П. Максимова

Анотація

Павлюк Раїса Юріївна, доктор технічних наук, професор, Лауреат Державної премії України, Заслужений діяч науки і техніки України, кафедра технологій переробки плодів, овочів і молока, Харківський державний університет харчування та торгівлі, вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051 E-mail: ktppom@ukr.net

Погарська Вікторія Вадимівна, доктор технічних наук, професор, Лауреат Державної премії України, Кафедра технологій переробки плодів, овочів і молока, Харківський державний університет харчування та торгівлі, вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051 E-mail: viktoria.pogarskaya@ukr.net

Біленко Леоніда Мічеславівна, Харківський торговельно-економічний коледж Київського національного торговельно-економічного університету, вул. Клочківська, 202, Харків, Україна, 61045

Юр'єва Ольга Олексіївна, кандидат технічних наук, доцент, кафедра технологій переробки плодів, овочів і молока, Харківський державний університет харчування та торгівлі, вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Гасанова Ганна Едуардівна, кандидат технічних наук, асистент, кафедра товарознавства та експертизи товарів, Харківський державний університет харчування та торгівлі, вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Максимова Надія Пилипівна, доцент, кафедра технологій переробки плодів, овочів і молока, Харківський державний університет харчування і торгівлі, вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051 E-mail: ktppom@ukr.net

Розроблено нові види булочок для сендвічів для оздоровчого харчування вітамінізованих натуральними каротиноїдними рослинними нанодобавками з рекордним вмістом /-каротину та інших БАР як для підприємств ресторанного господарства так і харчових підприємств. Показано, що розроблені булочки відрізняються високим вмістом натурального /-каротину (5,5...6,0 мг в 100 г), що покриває добову потребу організму людини

Ключові слова: оздоровчі булочки, натуральні каротиноїдні нанодобавки, /-каротин, вітамінізація, булочки, морква, гарбуз

Вступ

Актуальність розробки вітамінізованих продуктів пов'язана з тим, що сьогодні глобальною проблемою більшості країн світу є значне зниження захисних сил організму людини, що пов'язано з погіршенням екологічної ситуації у всьому світі. Крім того, згідно з статистичними даними, населення України споживає вдвічі менше рекомендованої норми вітамінів, а також фруктів, ягід і овочів джерел натуральних вітамінів [1-3]. Недостатнє споживання вітамінів негативно впливає на стан здоров'я людини: погіршується загальне самопочуття, знижується працездатність, опір простудним та інфекційним захворюванням, посилюється вплив на організм людини шкідливих умов праці та оточуючого середовища. У зв'язку з цим ефективним шляхом покращення вітамінної забезпеченості населення є додаткове збагачення вітамінами харчових продуктів масового споживання [4, 5]. булочка сандвіч вітамінізований каротин

У міжнародній практиці імунопрофілактика населення, у тому числі дітей проводиться шляхом вітамінізації харчових продуктів. До їх складу вводяться, насамперед, Р-каротин, аскорбінова кислота, вітаміни групи В, а також різні види преміксів комплекси мінеральних речовин і вітамінів. Вітамінізацію харчових продуктів проводять двома основними способами: введенням в рецептури продуктів синтетичних вітамінів або натуральних вітамінних добавок із вітамінної рослинної сировини [4, 5].

У більшості розвинених країн світу, зокрема в США, Японії, Франції, Великобританії, Німеччині, Бельгії та ін., а також у багатьох країнах Азії, Африки, Латинської Америки, що розвиваються, проблема імунопрофілактики вирішується покращенням вітамінної забезпеченості населення шляхом вітамінізації синтетичними препаратами-вітамінами продуктів масового харчування, зокрема хлібобулочних і макаронних виробів, харчових концентратів, кондитерських виробів, безалкогольних напоїв і фруктових соків, плодово-овочевих консервів, молочних і м'ясних продуктів, маргарину, цукру та ін. [1-6]. Кількість вітамінів, які додаються в продукти, чітко регламентується і суворо контролюється державою. Інформація про вітамінізацію обов'язково міститься на упаковці продукту. Крім синтетичних добавок, для вітамінізації харчових продуктів використовуються натуральні добавки у формі пюре, паст, порошків, екстрактів із природних рослинних вітаміноносіїв. В останні роки за кордоном застосовуються добавки із тропічних і субтропічних культур, багатих на вітаміни і мінеральні речовини. Застосовують добавки із вишні барбадоської, гуаяви, апельсинів, лимонів, хурми, грейпфрутів, авокадо та ін. тропічних та субтропічних культур, використовують сік манго та гранату [7, 8]. У країнах Західної Європи, Польші, Болгарії, Латвії, Естонії, Литві та ін. використовують вітамінну сировину: ягоди чорної смородини, шипшини, горобини, суниці, обліпихи та ін. [9].

Літературний огляд

За останніми даними наукових досліджень, отриманними в міжнародній практиці в області молекулярної біології видатними вченими-вітамінологами Клаусом Обербайлем (Німеччина), Мартином Принсом і Джоном Фрізолі (США) та ін., встановлено, що споживання продуктів з високим вмістом натуральних каротиноїдів є надійним захистом організму людини від раку та інших хвороб [10]. Останнім часом у всьому світі рослинним каротиноїдним добавкам приділяється значна увага онкологами, імунологами, дієтологами [10]. Також відомо, що каротиноїди захищають клітини організму людини від патогенних мікроорганізмів і гасять вільні окислювальні радикали, які визивають патологічні зсуви в організмі людини та призводять до розвитку різних хвороб. Разом з вітаміном А каротиноїди в нашій імунній системі борються з вірусами, бактеріями та іншими збудниками хвороб, підтримують молодість та здоров'я тіла, попереджають старість, покращують гостроту зору, роблять шкіру людини гладкою та еластичною [10]. За своєю омолоджуючою та детоксикуючою властивістю рослинні продукти з високим вмістом каротину (зокрема морква, гарбуз, абрикоси, обліпиха та ін.) можна порівняти з властивостями печінки, яка є фільтруючим органом у організмі людини.

На думку вітамінологів для того, щоб бути здоровим потрібно регулярно споживати багаті р-каротином продукти.

Автором [11] показано, що значну роль в підвищенні імунного статусу організму людини відіграють вітаміни та інші мікронутрієнти, потреба в яких задовольняється не повністю та постійно зростає. Ці речовини, особливо Р-каротин, Lаскорбінова кислота, мінеральні речовини (такі як, K, Se, Са, P, Fe, Mg та ін.), ненасичені фенольні сполуки та ефірні олії з антиоксидантною активністю містяться переважно в рослинній сировині. У звязку з цим, на сьогоднішній день актуальним є розробка функціональних оздоровчих продуктів з її використанням [12]. Відомо, що від якості харчування залежить стійкість організму людини до захворювань, її працездатність, тривалість життя [13].

Аналіз власних результатів досліджень за останні 15 років у межах наукової школи проф. Павлюк Р.Ю. свідчить, що труднощі під час переробки та споживання у шлунку людини шлунковим соком каротинвмісних овочів, пов'язані з щільним упакуванням значної частини молекул каротину (наприклад, у моркві) в рослинні волокна нанокомплекси або наноасоціати гетерополісахаридів та білків і їх важким вилученням в розчинну форму.

Проведений огляд літературних джерел щодо асортименту, технологій для виробництва булочок показав, що сьогодні промислові технології та рецептури каротиноїдних добавок та булочок з їх використанням для оздоровчого харчування, як на підприємствах ресторанного господарства, так і на хлібозаводах та хлібопекарнях відсутній. Асортимент булочок, збагачених натуральними каротиноїдними рослинними добавками за кордоном також обмежений. Опис асортименту, технологій стосується тільки булочок, збагачених синтетичним р-каротином, або масляною формою мікробіологічного виробництва. Вся інформація щодо технології та рецептури виготовлення булочок промислового виробництва з застосуванням каротиноїдних рослинних добавок відсутня.

Доцільність розробки вітамінізованих натуральним p-каротином та іншими БАР із рослинної каротинвмісної сировини хлібобулочних і кондитерських виробів для оздоровчого харчування склалася завдяки роботам таких вітчизняних та закордонних вчених: Павлюк Р. Ю., Погарської В. В., Шатнюк Л. Н., Спиричева В., Капрельянца Л. В., Симахіної Г. О., Тележенко Л. М., Іоргачової Л. Н. та ін.

Авторами статті вперше в міжнародній практиці розроблено нанотехнологію наноструктурованих рослинних каротиноїдних добавок із моркви і гарбуза у формі замороженого та термообробленого пюре, в яких вміст p-каротину у вільному стані перевищує вихідну сировину в 3,5...4 рази. Це відкриття авторами було підтверджено при виконанні фундаментальних наукових досліджень комплексної дії паротермічної та механічної обробки каротинвмісної сировини на зберігання і трансформацію каротиноїдів при вивченні ферментативних, біохімічних, фізико-хімічних процесів у сучасних апаратах, які застосовують на підприємствах ресторанного бізнесу. Отримані напівфабрикати із КВС автори використовували під час виготовлення різних кулінарних виробів для здорового харчування: перших та других страв, десертів, нанонапоїв, наносорбетів, булочок, бісквітів, тортів та ін. Зокрема, в даній роботі приведені результати науково-доіслідних робіт по розробці нових булочок для сендвічів для оздоровчого харчування, які збагачували каротиноїдними нанодобавками.

Мета та задачі дослідження

Мета дослідження науково обґрунтувати та розробити рецептури і технології булочок для сендвічів, збагачених каротиноїдними рослинними добавками із моркви, гарбуза та обліпіхи для оздоровчого масового харчування, вивчити їх якість, виготовити експериментальні зразки та впровадити у промисловість, як на малих, так і на великих підприємствах харчового бізнесу.

Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:

- вивчити вміст біологічно активних речовин в свіжих, кріозаморожених та паротермічнооброблених дрібнодисперсних нанодобавках із обліпіхи, моркви та гарбузу (зокрема, Р-каротину, L-аскорбінової кислоти, фенольних сполук та ін.);

- розробити рецептури та технології нового покоління булочок для сендвічів вітамінізованих натуральними каротиноїдними дрібнодисперсними нанодобавками (замороженими або термообробленими) із обліпіхи, моркви та гарбуза у формі пюре, без застосування синтетичних компонентів, для оздоровчого харчування різних верств населення для імунопрофілактики, вивчити їх органолептичні та фізикохімічні показники;

- вивчити вміст біологічно активних речовин (Р-каротину, L-аскорбінової кислоти, фенольних сполук, поліфенолів) та пребіотичних речовин (пектину, целюлози) в нових оздоровчих каротиноїдних булочках для сендвічів «СанРол» в порівнянні з аналогами.

Матеріали і методи досліджень

Дослідження проведені в Харківському державному університеті харчування та торгівлі (м. Харків, Україна) на кафедрі технологій переробки плодів, овочів і молока в лабораторії «Інноваційних кріоі нанотехнологій рослинних добавок та оздоровчих продуктів» в співдружності із фахівцями Харківського торгівельно-економічного коледжу Київського національного торгівельно-економічного університету.

Дослідження проведені з використанням каротинвмісних ягід та овочів (зокрема, моркви, гарбуза, обліпихи), а також заморожених дрібнодисперсних нанодобавок із них і нових оздоровчих булочок для сендвічів з їх використанням.

В роботі використовувалось сучасне кріогенне та паротермічне обладнання, яке є на вищезазначеній кафедрі, а саме: пароконвекційна піч «Unox» (Італія), кріогенний програмний швидкоморозильний апарат з комп'ютерним забезпеченням для кріогенного «шокового» заморожування плодів та овочів та низькотемпературний дрібнодисперсний подрібнювач гомогенізатор кутер (Франція). Обробку зразків здійснювали з використанням газоподібного і рідкого азоту в швидкоморозильному апараті. Більш детально можна ознайомитись в роботі [4, 5, 9].

Методи визначення показників досліджуваних зразків

Для виконання поставлених задач використовували загальноприйняті методи досліджень, такі як колориметричний метод Мурі для визначення р-каротину [4, 8, 9], метод візуального і потенціометричного титрування для визначення L-аскорбінової кислоти [4, 8, 9], колориметричний метод Фоліна-Деніса для визначення загальної кількості низькомолекулярних сполук (за хлорогеновою кислотою) [4, 8, 9], колориметричний метод визначення суми флавонолових глікозидів (за рутином) [4, 8, 9]. Визначення поліфенольних речовин (за таніном) визначали за ДСТУ 4373:2005 [4], білка за методом Кьєльдаля [4], пектину кальційпектатним методом [4], целюлозу визначали стандартним методом [4, 8, 9].

1. Результати досліджень та їх обговорення

При розробці каротиноїдних булочок для сендвічів як інновацію використовували в якості збагачувачів БАР, барвників та структуроутворювачів натуральні рослинні каротиноїдні нанодобавки із обліпихи, гарбузу, моркви та цитрусових фруктів (лимонів з цедрою). Останні отримані на кафедрі технологій переробки плодів, овочів і молока Харківського державного університету харчування та торгівлі з використанням кріогенного заморожування та паротермічної обробки в сучасному апараті пароконвекційній печі і дрібнодисперсного подрібнення [5, 6].

Показано, що нові заморожені або термооброблені нанодобавки із каротинвмісних ягід та овочів знаходяться в наноструктурованій формі, мають розмір частинок в десятки разів менший, ніж традиційне пюре [3-6]. Крім того, в порівнянні з виготовленими за традиційними технологіями пюре вони мають принципово нові властивості, зокрема в декілька разів краще розчиняються і диспергуються у воді і відрізняються в 1,7 3,5 разів вищім ніж у свіжих плодах, вмістом натуральних каротиноїдів, L-аскорбінової кислоти, низькомолекулярних та високомолекулярних фенольних сполук та інших БАР (табл. 1).

Перелічені БАР, як відомо мають імуномодулюючі, антиокислювальні, детоксикуючі властивості. При введенні нанодобавок в різні види продуктів, зокрема, булочки вони виступають як натуральні збагачувачі БАР, барвники, структуроутворювачі. Показано, що каротиноїдні нанодобавки, які отримані за допомогою кріогенної обробки сировини і паротермічнообробленої в сучасному апараті (пароконвекційній печі) та дрібнодисперсного подрібнення відрізняються рекордною кількістю Р-каротину у вільному стані (табл. 1). Так, масова частка Р-каротину в кріопюре із КВО в 3,0_3,5 разів більше ніж у вихідній сировині, в термообробленому нанопюре в 2,0_2,5 рази. Показано, що в нанопюре вилучається і більша кількість ніж знаходиться у вихідній сировині низькомолекулярних фенольних сполук і L-аскорбінової кислоти.

Таблиця 1 Порівняльна характеристика вмісту БАР у свіжих заморожених паротермічнооброблених каротинвмісних овочах та ягодах та у наноструктурованому пюре із них