CC BY
0
УДК 664.665 DOI 10.24412/2311-6447-2024-4-153-158
Применение наноструктурированного витамина D в рецептуре пшеничного хлеба
Application of nanostructured vitamin D in wheat bread formulation
Зав. кафедрой О.В. Чугунова, аспирант Д.В. Дылдин, доцент Н.А. Панкратьева Уральский государственный экономический университет, кафедра технологии питания, тел. 8(912)243-92-71 chugun. [email protected]
Доцент Н.В. Лейберова, доцент Л.А. Донскова Уральский государственный экономический университет, кафедра управления качеством и экспертизы товаров и услуг, тел. 8(963)036-98-90 neyberova@mail. ru
Head of department O.V. Chugunova, postgraduate student D.V. Dyldin, associate professor N.A. Pankratyeva
Ural state university of economics, department of food technology, tel. 8 (912) 243-92-71 chugun.ova@yandex. ru
Associate professor N.V. Leyberova, associate professor L.A. Donskova Ural state university of economics, department of quality management and expertise of goods and services, tel. 8 (963) 036-98-90 neyberova@mail. ru
Аннотация. Результаты исследования обеспеченности населения России микронутриентами показали, что самым проблемным является витамин D. С целью устранения его дефицита целесообразно обогащать им пищевые продукты. В работе проведены исследования о возможности обогащения хлебобулочных изделий витамином D путем применения обогащающих модулей, состоящих из натуральных компонентов. При подборе компонентов обогащающего модуля использован витамин D3, а также ингредиенты, повышающие его сохранность при тепловой обработке и способные при эмульгировании образовывать водородные связи с витамином D, образуя прочные микрокапсулы. В свою очередь, использование обогащенных пищевых продуктов витамином D позволит существенно снизить риск возникновения социально значимых заболеваний, в том числе развитие остеопороза и снизить экономические затраты на их лечение.
Abstract. The results of the study of the provision of the population of Russia with micronutrients showed that vitamin D is the most problematic. In order to eliminate its deficiency, it is advisable to enrich food products with it. The work conducted studies on the possibility of enriching bakery products with vitamin D by using enriching modules consisting of natural components. When selecting the components of the enriching module, vitamin D3 was used, as well as ingredients that increase its preservation during heat treatment and are capable of forming hydrogen bonds with vitamin D during emulsification, forming strong microcapsules. In turn, the use of food products enriched with vitamin D will significantly reduce the risk of socially significant diseases, including the development of osteoporosis, and reduce the economic costs of their treatment.
Ключевые слова: витамин D, технология производства, эффективность, изделия хлебобулочные, нормы потребления
Keywords: vitamin D, production technology, efficiency, bakery products, consumption standards
Особое положение в питании человека занимает хлеб и хлебобулочные изделия, традиционно относящиеся к продуктам питания повседневного спроса. В их составе находятся вещества необходимые человеку - вода, белки, углеводы, жиры, пищевые волокна, минеральные вещества и витамины, необходимые для нормального
© О.В. Чугунова, Д.В. Дылдин, Н.А. Панкратьева, Н.В. Лейберова, Л.А. Донскова, 2024
функционирования организма - для обмена веществ в нем, для восстановления, а в период роста - и образования его тканей. Потребность человека в хлебе в среднем составляет 300-500 г в сутки и зависит от ряда факторов: особенностей пищевого рациона человека, национальных традиций, характера труда.
За последние годы в ассортименте продукции хлебопекарной промышленности произошли существенные изменения: резко снизилась выработка хлеба из обойной ржаной и пшеничной муки. Соответственно, возросла выработка хлеба и хлебобулочных изделий из сортовой муки, имеющей пониженную пищевую ценность. В связи с этим, возникла необходимость ее обогащения для создания новых видов хлебобулочных изделий, полезных для здоровья. К этой группе можно отнести хлеб и хлебобулочные изделия с повышенным содержанием отрубей, с повышенной белковой, минеральной и витаминной полноценностью.
В связи с этим создание новых видов хлебобулочных изделий, обогащенных функциональными ингредиентами, является актуальной задачей.
Результаты исследования витаминной обеспеченности взрослого и детского населения России показывают, что самым проблемным витамином является витамин Б [1, 2]. Его недостаток выявляется у 50-90% россиян. Основная функция витамина Б - поддержание в организме постоянной концентрации иона Са 2+ и фосфора, что осуществляется благодаря участию витамина в регуляции всасывания этих элементов в кишечнике, мобилизации кальция из скелета путем рассасывания костной ткани и реабсорбции ионов кальция и фосфора в почечных канальцах [2]. Одной из причин дефицита витамина Б является его недостаточное потребление с пищей, вследствие часто несбалансированного питания. Поддержание оптимальной концентрации витамина Б в организме снижает риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, предупреждает развитие сахарного диабета I и II типов, деменции, заболеваний дыхательных путей, способствует поддержанию общего физического состояния организма [7, 8]. Для улучшения обеспеченности населения витамином Б целесообразно использовать обогащенные этим витамином пищевые продукты.
Технологическая модификация пищевых продуктов, или обогащение витаминами пищевых продуктов - это непосредственное добавление в процессе производства витамина или их смеси в пищевой продукт с обязательной маркировкой и указанием дозы введенного в продукт микронутриента [1]. В соответствии с ГОСТ Р 58040-2017 «Комплексы витаминно-минеральные. Общие технические условия» ВМК в зависимости от содержания витаминов подразделяют:
- с низким содержанием витаминов от 15% - 50%;
- с содержанием витаминов в дозе, соответствующей физиологической потребности - около 100% от нормы потребления;
- с высоким содержанием витаминов, в 3-10 раз превышающих величину рекомендуемого суточного потребления, но не превышающих верхний допустимый уровень потребления в составе БАД к пище и специализированных пищевых продуктов.
В соответствии с СанПиН 2.3.2.2804-10 одна порция витаминизированных продуктов должна содержать от 15 до 50% от рекомендуемого суточного потребления витаминов.
Характерной особенностью современных пищевых производств является сложность их рецептурных составов, т.е наличие в составе продукта большого количества пищевых ингредиентов различной химической природы, проявление свойств и взаимодействие которых в ходе технологического процесса и обеспечивает получение пищевого продукта определенной пищевой ценности с заданной совокупностью потребительских свойств [5]. Что касается пищевых продуктов, подлежащих обогащению, можно спорить о том, является ли хлеб потенциальным носителем витамина Б. Однако с точки зрения питания, о чем было сказано выше, хлеб имеет смысл в нескольких аспектах. Хлеб является основным продуктом питания с непродолжительным
сроком хранения, и это продукт, потребление которого не снижается среди населения, в том числе пожилого, что имеет важное значение в профилактики заболеваний, в том числе остеопороза.
Большое значение имеет форма витамина, используемая для обогащения пищевого продукта. По данным литературных источников установлено, что в выборе препарата витамина Б предпочтение отдается форме Бэ (колекальциферол), которая обладает сравнительно большей эффективностью для человека в достижении и сохранении эффективности, чем Б2 [5].
Помимо выбора наиболее эффективных форм витамина Б значительное внимание уделяется способам внесения, то есть выбору носителя, в котором витамин Б вводится в продукт. Кроме традиционного добавления витамина Б к продукту в процессе его изготовления разрабатываются альтернативные способы: облучение ультрафиолетом (УФ) самого пищевого продукта (грибы, растительные масла) или использование при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий УФ облученных пекарских дрожжей [6].
Наиболее часто в пищевой промышленности применяется наноструктуриро-ванный витамин Б, полученный с использованием различных пищевых добавок, включающих такие нежелательные вещества, как: полисорбат 80 (Е433), гексан, воск и т.д. [7, 8, 10]. Жесткие условия ведения технологического процесса - применение высокого давления, температуры, при которых в дальнейшем возможно развитие ряда негативных последствий для человека, таких, как гастрит, заболевания почек, патологии печени, изменения состава крови [3, 4]. Из-за наличия в составе нано-структурированного витамина Б искусственно созданных пищевых добавок, данный хлеб не может быть использован в питании детей, в том числе обучающихся общеобразовательных организаций.
В последние годы предпринимаются попытки снизить потребление насыщенных жиров и трансжиров и одновременно обогатить пищевые продукты полиненасыщенными жирными кислотами и витаминами. Применительно к продуктам, имеющим твердую консистенцию решение этой задачи, может осложняться поиском пищевого матрикса, имеющего соответствующую текстуру [6, 7].
Предлагаемый нами способ производства хлеба, обогащенного витамином Бэ предусматривает вариативность использования обогащающего модуля двух видов: с цельнозерновой мукой и БАД «Детримакс Бэби» и с цельнозерновой мукой и маслом печени трески.
При подборе компонентов обогащающего модуля использован витамин Бэ, а та же ингредиенты, повышающие его сохранность при тепловой обработке и способные при эмульгировании образовывать водородные связи с витамином Б, образуя прочные микрокапсулы [11]. Кроме того, ингредиенты обогащающего комплекса натуральные, обладающие полезными свойствами, а именно:
- яблочный пектин обладает свойством очищения организма от тяжелых металлов, как пищевое волокно - снижает риск развития опухолей толстой и прямой кишок, снижает риск развития атеросклероза, снижает уровень глюкозы в крови [12, 13, 14];
- яблочное пюре содержит много антиоксидантов, которые помогают работе сердца и мозга, органических кислот, способствующих улучшению пищеварения, а также витамины С, К, Е, В1, Вб, калий и кальций [12, 13, 14];
- цельнозерновая пшеничная мука содержит пищевые волокна, способствующие снижению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, нерастворимую клетчатку, улучшающую функции кишечника, более низкий гликемический индекс, чем обычная пшеничная мука, меньше усвояемых углеводов, богата антиоксидан-тами, в том числе селеном, которые защищают клетки организма от свободных радикалов, в её состав входит аминокислота триптофан, которая повышает стрессоустой-чивость и магний, способствующий нормализации нервной системы [8].
Для производства хлеба применяли безопарный способ приготовления теста. Пшеничную муку смешивали с цельнозерновой мукой, полученной из зерна пшеницы, добавляли смесь сыпучих компонентов (сахар-песок, соль), предварительно подготовленные дрожжи и обогащающий модуль. Замес теста вели до однородного состояния. Для проведения расстойки тесто помещали в пароконвектомат, выдерживая 60 минут при температуре 40 °С. Выпекали хлеб в предварительно разогретой печи при температуре 200 °С в течение 40 минут.
Добавление в рецептуру хлеба обогащающих модулей положительно повлияло на органолептические характеристики готового продукта. Опытные образцы характеризовались правильной, без деформации формой. Гладкой поверхностью без трещин и подрывов. Пропеченным эластичным мякишем, с равномерной тонкостенной пористостью, без следов непромеса. Гармоничный вкус выпеченного хлеба обусловил обогащающий модуль, с тонким привкусом яблочного пюре. Запах приятный, без посторонних, соответствующий ингредиентам рецептурного состава.
Опытный образец хлеба с обогащающим модулем «Детримакс Беби» представлен на рисунке 1.
Рис. 1. Опытный образец хлеба с обогащающим модулем «Детримакс Беби»
Физико-химические показатели определяли в соответствии с номенклатурой показателей качества, представленной в ГОСТ 31805-2018 «Изделия хлебобулочные из пшеничной хлебопекарной муки. Общие технические условия» (табл. 1).
Таблица 1
Физико-химические показатели контрольного и опытных образцов хлеба_
Наименование показателя Требования по ГОСТ 31805-2018 (для хлеба из муки пшеничной хлебопекарной в/с) Контрольный образец Опытные образцы
С цельнозерновой мукой и «Детри-мас Беби» С цельнозерновой мукой и маслом печени трески
Влажность мякиша, % 19-52 49,0 45,0 41,0
Кислотность мякиша, град, не более 3,5 2,7 3,0 2,9
Пористость мякиша, %, не менее 68,0 78,0 71,0 73,0
Результаты (табл. 1) показали, что все регламентируемые показатели имеют стандартные значения. Добавление обогащающих модулей положительно сказалось на прохождении процесса брожения, что повлияло на формирование и развитие вкусо-ароматического комплекса. Однако пористость опытных образцов в сравнении с контрольным снизилась, вследствие свойств обогащающих компонентов.
Таким образом, проведенные нами исследования позволили сделать вывод о целесообразности применения обогащающих модулей с витамином D в рецептуре хлебобулочных изделий для снижения уровня его недостаточности. В свою очередь, включение в рацион питания обогащенных пищевых продуктов массового потребления является физиологичным способом обогащения рациона населения витаминами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коденцова, В.М. Характеристика обеспеченности витаминами взрослого населения Российской Федерации / В.М. Коденцова [и др.]. - Текст: непосредственный // Профилактическая медицина. - 2018. - 21. - №4. - С.32-37.
2. Кролевец, А.А. Обогащение продуктов питания наноструктрированным витамином D / А.А. Кролевец, Н.И. Мячикова, О.В. Биньковская [и др.]. - Текст: непосредственный // Товаровед продовольственных товаров. - 2021. - №3. - С.166-172.
3. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами -надежный путь оптимизации их потребления / В.Б. Спиричев, В.М. Позняковский,
B.В. Трихина. - Текст: непосредственный // Ползуновский вестник. - 2012. -№ 2-2. - С. 9-15.
4. Тырсин, Ю.А. Витамины и витаминоподобные вещества / Ю.А. Тырсин, А.А. Кролевец, А.С. Чижик. - М.: ДеЛи плюс, 2012. - 203 с. - Текст: непосредственный.
5. Дылдин, Д.В. Разработка технологических решений для коррекции дефицита витамина D у детей / Д.В. Дылдин, Н.А. Панкратьева. - Текст: непосредственный // Пищевые здоровьесберегающие технологии: сборник тезисов II международного Симпозиума, посвященного 50-летию КемГУ, Кемерово, 02-03 ноября 2023 года. - Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2023. -
C. 472-477.
6. Чугунова, О.В. Эффективное использование продовольственных ресурсов в технологии пищевых систем: монография / О.В. Чугунова, А.В. Арисов. - Курск: Изд-во ЗАО «Университетская книга», 2022, - 189 с. - Текст: непосредственный.
7. O, Donnell S., Krenni A., Horsley T., Weiler H.A., et al. The effectiveness of food fortification to increase the concentration of 25-hydroxyvitamin D in blood serum: a systematic review. Am J Clin Nutr . 2008, 88 (6). - Текст: непосредственный.
8. Grant W. Emphasiizing the health benefits of vitamin D for those with neurode-velopmental disorders and intellectual disabilities / W. Grant [et al.] // Nutrients. -2015. - Vol.7. - P. 1538-1564. - Текст: непосредственный.
9. Pilz S. Rationale and plan for vitamin D food fortification: a review and guidance paper / S. Pilz [et al.] // Frontiers in Endocrinology. - 2018. - Vol.9. - P.373. -Текст: непосредственный.
10. Биологически активный комплекс на основе ферментированной клетчатки для нормализации и обеспечения жизнедеятельности кишечной микрофлоры / М.А. Захаренко, А.А. Вековцев, Е.М. Серба [и др.] // Индустрия питания. - 2023. -Т. 8, № 4. - С. 68-78. - DOI 10.29141/2500-1922-2023-8-4-7. - Текст: электронный.
11. Федоров, А.В. Изучение влияния льняной необезжиренной муки из семян льна масличного на качество ржаного хлеба / А.В. Федоров, Е.С. Лыбенко, А.А. Хлопов // Индустрия питания. - 2023. - Т. 8, № 3. - С. 27-35. -DOI 10.29141/2500-1922-2023-8-3-3. - Текст: электронный.
12. Обогащение пищевых продуктов витамином D: международный опыт и новые тенденции / В.М. Коденцова, В.А. Саркисян, В.М. Воробьева [и др.]. -Текст: непосредственный // Пищевая промышленность. - 2019. - N 9. - С. 70-74.
13. Кудряшов, В.Л. Концепция создания производства добавок для обогащения витаминами хлебобулочных изделий школ и больниц / В.Л. Кудряшов // Пищевая
индустрия. - 2019. - № 3(41). - С. 40-45. - DOI 10.24411/9999-008A-2019-10010. -Текст: электронный.
14. Проблемы и пути витаминизации хлебобулочных изделий для школ и больниц / В.Л. Кудряшов, Н.А. Фурсова, Н.С. Погоржельская, В.В. Алексеев // Электронный сетевой политематический журнал "Научные труды КубГТУ". - 2019. -№ S9. - С. 328-340. - Текст: электронный.
REFERENCES
1. Kodentsova, V.M. Characteristics of the provision of vitamins to the adult population of the Russian Federation / V.M. Kodentsova [et al.]. - Text: direct // Preventive medicine. - 2018. - 21. - No. 4. - P. 32-37.
2. Krolevets, A.A. Fortification of food products with nanostructured vitamin D / A.A. Krolevets, N.I. Myachikova, O.V. Binkovskaya [et al.]. - Text: direct // Food commodity expert. - 2021. - No. 3. - P. 166-172.
3. Spirichev, V.B. Fortification of food products with micronutrients is a reliable way to optimize their consumption / V.B. Spirichev, V.M. Poznyakovsky, V.V. Trikhina. -Text: direct // Polzunovsky Vestnik. - 2012. - No. 2-2. - P. 9-15.
4. Tyrsin, Yu.A. Vitamins and vitamin-like substances / Yu.A. Tyrsin, A.A. Krolevets, A.S. Chizhik. - M.: DeLi plus, 2012. - 203 p. - Text: direct.
5. Dyl'din, D.V. Development of technological solutions for the correction of vitamin D deficiency in children / D.V. Dyl'din, N.A. Pankratyeva. - Text: direct // Food health-saving technologies: collection of abstracts of the II international Symposium dedicated to the 50th anniversary of KemSU, Kemerovo, November 02-03, 2023. - Kemerovo: Kemerovo State University, 2023. - P. 472-477.
6. Chugunova, O.V. Efficient use of food resources in food systems technology: monograph / O.V. Chugunova, A.V. Arisov. - Kursk: Publishing house of ZAO "Universi-tetskaya kniga", 2022, - 189 p. - Text: direct.
7. O, Donnell S., Krenni A., Horsley T., Weiler H. A., et al. The effectiveness of food fortification to increase the concentration of 25-hydroxyvitamin D in blood serum: a systematic review. Am J Clin Nutr. 2008, 88 (6). - Text: direct.
8. Grant W. Emphasiizing the health benefits of vitamin D for those with neurode-velopmental disorders and intellectual disabilities / W. Grant [et al.] // Nutrients. -2015. - Vol.7. - P. 1538-1564. - Text: direct.
9. Pilz S. Rationale and plan for vitamin D food fortification: a review and guidance paper / S. Pilz [et al.] / / Frontiers in Endocrinology. - 2018. - Vol.9. - P.373. - Text: direct.
10. Biologically active complex based on fermented fiber for normalization and maintenance of intestinal microflora / M.A. Zakharchenko, A.A. Vekovtsev, E.M. Serba [et al.] // Food industry. - 2023. - Vol. 8, No. 4. - P. 68-78. -DOI 10.29141/2500-1922-2023-8-4-7. - Text: electronic.
11. Fedorov, A.V. Study of the influence of flaxseed flour from oil flax seeds on the quality of rye bread / A.V. Fedorov, E.S. Lybenko, A.A. Khlopov // Food industry. -2023. - Vol. 8, No. 3. - P. 27-35. - DOI 10.29141/2500-1922-2023-8-3-3. - Text: electronic.
12. Fortification of food products with vitamin D: international experience and new trends / V.M. Kodentsova, V.A. Sargsyan, V.M. Vorobyova [et al.]. - Text: direct // Food industry. - 2019. - N 9. - P. 70-74.
13. Kudryashov, V.L. The concept of creating the production of additives for enriching bakery products for schools and hospitals with vitamins / V.L. Kudryashov // Food industry. - 2019. - No. 3 (41). - P. 40-45. - DOI 10.24411/9999-008A-2019-10010. -Text: electronic.
14. Problems and ways of fortification of bakery products for schools and hospitals / V.L. Kudryashov, N.A. Fursova, N.S. Pogorzhelskaya, V.V. Alekseev // Electronic online polythematic journal "Scientific Works of KubSTU". - 2019. - No. S9. -P. 328-340. - Text: electronic.
