Одной из задач повышения благосостояния народа является его высококачественное питание, оптимально сбалансированное по содержанию отдельных пищевых веществ, их физиологической и энергетической ценности.
Ежедневное потребление хлеба и хлебных изделий дает основание считать их продуктами питания, имеющими первостепенное значение.
1. Потребность человека в пищевых веществах и энергии
В пище, потребляемой человеком, должны содержаться пищевые вещества (вода, белки, углеводы, минеральные вещества, витамины, балластные вещества и др.), необходимые для нормального функционирования организма.
Пища является и источником энергии, необходимой организму человека как для процессов обмена веществ, так и для покрытия затрат энергии на двигательные, трудовые и другие процессы.
Поэтому пищевые рационы и отдельные пищевые продукты оцениваются не только по содержанию в них необходимых человеческому организму пищевых веществ, но и по энергетической ценности (ЭЦ).
ЭЦ – характеризуется энергией, которая может быть выделена рационом или 100 г определенного продукта в процессе его усвоения организмом человека.
Для оценки достаточности и пищевой полноценности отдельных пищевых рационов необходимо располагать определенными нормативами потребности человека в отдельных пищевых веществах и энергии.
а) Потребность отдельных контингентов и групп населения в пищевых веществах и энергии
Министерством здравоохранения были утверждены «Рекомендуемые величины физиологической потребности в пищевых веществах и энергии», разработанные Институтом питания.
В этих рекомендациях отражена потребность разных групп населения в ЭЦ пищи: в белках (в т.ч. отдельно животных); в жира (в т.ч. растительных); углеводах; в витаминах (по витаминам В1, В2, РР и С, а для детей и беременных женщин по витаминам А и Д) и в таких минеральных элементах, как кальций, фосфор и магний.
Потребность в ЭЦ пищи и в перечисленных выше пищевых веществах дана дифференцировано: для детей и подростков (по отдельным их возрастным группам и для юношей и девушек раздельно); для взрослых (по возрастным группам, по четырем группам характера и интенсивности труда и раздельно – для мужчин и женщин).
ЭЦ дневного рациона, необходимая для здоровья и нормальной жизнедеятельности человека. Колеблется в широких пределах в зависимости от возраста, пола, интенсивности труда и других факторов.
Так, например, численные значения суточной потребности в энергии, колеблются от 1300 ккал (ребенок в возрасте от 1 до 1,5 лет), до 4500 ккал (мужчина, занимающийся тяжелым ручным трудом) и даже до 5000 ккал (спортсмен в период соревнований).
У статически усредненного взрослого человека потребность в ЭЦ дневного пищевого рациона принята равной 2850 ккал.
б) Факторы, обусловливающие ЭЦ хлеба и других пищевых продуктов
В таблицах химического состава пищевых продуктов величины их ЭЦ приведены в расчете на 100 г съедобной части продукта и выражена в ккал энергии, выделяющейся при окислении пищевых веществ в организме человека.
Для хлеба и хлебных изделий, все части которых съедобны, их ЭЦ выражается на 100 г продукта (включая их корку и мякиш).
ЭЦ хлеба, булочных и других хлебных изделий обусловлена рядом факторов, к числу которых можно отнести:
1) соотношение в массе изделия воды и сухих питательных веществ. Чем больше в продукте воды, тем соответственно ниже будет его ЭЦ.
2) количество в массе сухих веществ продукта – белков, усвояемых углеводов и липидов.
Эти группы веществ различаются и по теплоте сгорания, и по энергии, выделяемой в нашем организме, что связано и с различной степенью их усвоения.
Теплота сгорания и ЭЦ в организме человека наиболее высоки у жира. Поэтому, чем больше в рецептуре хлебного изделия жира, тем выше его ЭЦ.
На втором месте по ЭЦ находится этиловый спирт. Однако его содержание в хлебе и хлебных изделиях столь невелико, что не сказывается ощутимо на их ЭЦ.
Коэффициент усвоения в организме человеком энергии, содержащийся в пищевых продуктах, наиболее низок у белков (0,71), значительно выше у жиров (0,96) и максимален у усвояемых углеводов (1,0).
ЭЦ хлеба и хлебных изделий в значительной степени связана с их W, причем для хлеба и булочных изделий с W не мякиша, а целых изделий, отражающей W и корок и мякиша.
Потребление хлеба (250-300 г) в день играет существенную роль в энергетическом балансе питания взрослого человека, примерно на ⅓ (34%) покрывая его потребность в энергии.
2. Белковая ценность хлеба и значение хлебных изделий
в белковом балансе питания человека
Белковые вещества играют очень существенную роль в питании человека, физиологических функциях и состоянии его организма. Белок пищи является источником восстановления и обновления клеток и тканей организма. В белках пищи большое значение имеет их аминокислотный состав. Из 20 аминокислот, входящих в восстав пищевых белков, 8 считаются незаменимыми аминокислотами.
Из числа незаменимых аминокислот одной из самых важных является лизин. Недостаток его в пище приводит к нарушениям в кровообразовании, снижению количества эритроцитов и уменьшению содержания в них гемоглобина. Особое значение придают также триптофану и метионину. При современной оценке аминокислотного состава отдельных пищевых продуктов или рационов за оптимально аминокислотно сбалансированный эталон принимается так называемый идеальный белок.
В 1 г этого белка содержится (в мг): изолейцина 40, лейцина 70, лизина 55, метионина и цистина в сумме 35, фенилаланина и тирозина в сумме 60, триптофана 10, треонина 40 и Валина 50.
Зная содержание отдельных аминокислот в белке оцениваемого пищевого продукта (в мг на 1 г белка), можно для него определить степень соответствия аминокислотному составу идеального белка. Для этого надо содержание интересующей нас аминокислоты в белке оцениваемого продукта (в мг/1 г белка) выразить в % к содержанию данной аминокислоты в идеальном белке. Это % соотношение принято обозначать термином скор (по данной аминокислоте).
Пример. В 1 г белка оцениваемого продукта содержится 4 мг триптофана, в идеальном же белке триптофана 10 мг/1 г. Следовательно, белок оцениваемого продукта содержит только 40% триптофана от его содержания в «идеальном белке».
В данном примере – скор по триптофану равен 40%.
Аминокислотный состав белков животного происхождения значительно ближе к аминокислотному составу идеального белка, чем белки растительного происхождения. Основным видом сырья является мука. Белковая ценность муки зависит от вида зерна (пшеница или рожь), сорта и выхода муки.
Основными задачами повышения белковой ценности хлеба и хлебных изделий являются: повышение содержания в этих изделиях белка путем включения в их рецептуру дополнительных видов сырья и добавок с повышенным по сравнению с мукой содержанием белка и наиболее дефицитных в муке и хлебе аминокислот – лизина и треонина. Белок этих видов сырья и добавок должен иметь и соответственно более высокий скор по лизину и треонину; тщательная и глубокая проверка отобранных белковых обогатителей хлеба с точки зрения их пищевой допустимости и отсутствия в них веществ и компонентов, которые могут отрицательно влиять на человека.
3. Роль углеводов хлеба в питании человека и степень удовлетворения потребности в них за чет хлебных изделий
Углеводы, как один из источников энергии в нашем организме, способны в нем окисляться как аэробным, так и анаэробным путем. Углеводы входят в состав клеток и тканей нашего организма и постоянно расходуются на энергетические цели.
Такие углеводы, как сахар, вызывают ощущение сладости пищевых продуктов, в которых они содержатся.
Способность организма запасать углеводы ограничена. Поэтому для удовлетворения потребностей организма в углеводах он должен бесперебойно получать их с пищей.
Углеводы тесто связаны с обменом жира в нашем организме. При усиленной затрате энергии и недостаточном поступлении углеводов из жира образуются сахара. Чаще, однако, наблюдается обратное – образование в организме жира за счет избыточного поступления углеводов в пищу. Это один из основных факторов, обусловливающих чрезмерное и вредное человеку нарастание массы его тела.
Углеводы подразделяются на усвояемые (сахара, крахмал, декстрины, а также гликоген) и неусвояемые (инулин, манан, целлюлоза, гемицеллюлозы, слизи). При определении ЭЦ продукта учитывается содержание в нем только усвояемых углеводов. Однако и неусвояемые углеводы (балластные вещества) играют в организме человека нужную роль, положительно влияя на моторные функции пищеварительного тракта. Положительная роль этих веществ в организме человека отмечается рядом исследователей, объединяющих их под общим названием пищевая или сырая клетчатка.
Потребность человека в углеводах удовлетворяется в основном за счет пищевых продуктов растительного происхождения. Так, например, в зерновых продуктах на долю углеводов приходится около ¾ сухих веществ.
Значение животных продуктов как источников углеводов невелико. Основным углеводом животных тканей является гликоген, но содержание его невелико.
В молоке содержится лактоза к количестве до 5%. В сухом обезжиренном молоке содержание лактозы может доходить до 50% от массы продукта.
250-300 г изделий хлебных являются важным источником удовлетворения потребности взрослого человека в углеводах. Потребность покрывается: в крахмалах и декстринах – на 41%, в балластных веществах – на 57%, а в моно- и дисахаридах только на 17%. В случае включения в рацион более сдобных видов хлебных изделий потребность в сахарах покрывалась бы в соответственно большей степени.
4. Значение органических кислот, жиров хлеба в питании человека и степень удовлетворения потребности в них за счет хлебных изделий.
Органические кислоты, получаемые человеком в пище, также имеют существенное значение в процессах, происходящих в организме. Они активизируют деятельность пищеварительного тракта, снижая рН среды и способствуя изменению состава микрофлоры в благоприятную сторону.
Потребность взрослого человека в органических кислотах равна 2 г в день. Органические кислоты, содержащиеся в 250-300 г хлебных изделий, условно съедаемых ежедневно взрослым человеком, удовлетворяют потребность в этих кислотах на 49%. Из этого следует, что и в этом отношении хлебные изделия в пищевом рационе имеют существенное значение.
Физиологическое значение жиров обусловлено тем, что они являются структурной частью клеток и тканей. Жиры являются и растворителями витаминов А и Д и способствуют их усвоению. В составе жиров содержатся полиненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды и другие вещества, обладающие соответствующей биологической активностью.
Недостаточность жира в пище может вызвать ряд нарушений в организме (в центральной нервной системе, в функциях почек, органов зрения и др.). Следует иметь в виду, что и избыточное потребление жира, особенно животного, также вызывает отрицательные явления в организме. Потребность (употребление) 250-300 г хлебных изделий на 9% покрывает потребность в жире взрослого человека.
За счет 250-300 г хлебных изделий потребность в кальции покрывается на 11%, в фосфоре на 45%, в Mg – на 43%. Т.о., наиболее дефицитен, как уже отмечалось, в хлебных изделиях кальций.
5. Значение витаминов хлеба в питании человека и степень удовлетворения потребности в них за счет хлебных изделий
Значение витаминов для организма человека очень велико, т.к. они необходимы для нормального течения биохимических реакций, усвоения других пищевых веществ, роста и восстановления клеток и тканей организма.
Значительный дефицит определенных витаминов в рационе питания вызывает авитаминозы – заболевания иногда с тяжелыми проявлениями.
Витамины А, С и Д вообще не содержатся в зерне, муке и хлебе. Правда, в этих продуктах содержится каротиноиды, которые в организме животных и человека могут частично быть превращены в витамин А. Витамин В12 также практически не содержится в продуктах растительного происхождения, в т.ч. и в хлебе.
Витамины, содержащиеся в зерне и переходящие в муку и хлеб, распределены в зерне неравномерно. Их содержание наименьшее в центральной части эндосперма зерна и значительно более высокое в его зародыше и оболочках. Поэтому чем больше выход муки и содержание в ней измельченных периферических частей зерна, тем выше и содержание в муке и хлебе из нее витаминов. Относительно высоко содержание витаминов в дрожжах.
Следует учитывать, что в процессе выпечки хлеба отдельные менее термостабильные витамины (например, витамины В1, В2 и Е) частично теряют свою активность. Это происходит в основном в корке хлеба и в значительно меньшей степени в его мякише. Наиболее термоустойчив витамин РР.
Хлеб и хлебные изделия играют весьма существенную роль в покрытии потребности взрослого человека в таких витаминах, как Е, В1, РР, В6 и В9. Хуже всего удовлетворяется потребность в витамине В2 – рибофлавине – лишь на 18%. В связи с этим очень важно при подборе продуктов – обогатителей для повышения пищевой ценности хлеба учитывать и содержание в этих продуктах рибофлавина.
6. Вкус, аромат и другие органолептические воспринимаемые свойства хлеба
На пищевую ценность хлеба и хлебных изделий влияют также их свойства, органолептически (сенсорно) воспринимаемые потребителем или дегустатором. В процессе органолептической оценки свойств хлеба воспринимаются и характеризуются ощущения вкуса, аромата и текстуры.
Ощущения вкуса воспринимаются рецепторами, расположенными в полости рта на языке. Ощущения вкуса хлеба могут восприниматься только в процессе его разжевывания.
Ощущения аромата (запаха) воспринимаются обонятельными рецепторами, расположенными в верхней части носовой полости.
Ощущение текстуры хлеба и других видов хлебных изделий органически воспринимаются потребителем и также учитываются при оценке его качества и состояния.
Участвует в оценке качества хлеба и наше зрение, фиксирующее внешний вид хлеба, правильность его формы, состояние, характер и степень окрашенности поверхности корки, а у ломтей хлеба – структуру пористости и цвет мякиша.
А) Вкус хлеба
Органолептически различаются четыре основных вкуса – сладкий, кислый, соленый и горький.
Степень сладости хлеба обусловлена содержанием в нем остаточных сахаров, количество которых зависит от сахаробразующей способности муки, количества и активности бродильной микрофлоры в тесте, способов и параметров приготовления теста и в очень значительной степени от количества сахара, вносимого в тесто по рецептуре.
Количество сахара в тесте и хлебе и его сладость повышается в случае применения ферментных препаратов и при внесении в тесто сырья с высоким содержанием лактозы (например, сухого обезжиренного молока).
Степень сладости хлеба зависит не только от общего количества в нем сахаров, но и от того, какие сахара и в каком соотношении содержатся в хлебе. Это обусловлено тем, что разные сахара имеют соответственно различную относительную сладость.
Степень кислотности хлеба обусловлена количеством и составом кислот, содержащихся в нем. Основными являются молочная кислота и уксусная кислота, причем, чем больше доля уксусной кислоты, тем резче ощущается кислый вкус хлеба.
Соленый вкус хлеба и хлебных изделий обусловлен в основном количеством соли, вносимый в тесто по рецептуре изделия. В изделиях, посыпаемых солью, соленость при потреблении или дегустации ощущается, естественно, во много раз резче.
Горький привкус у хлеба обычно не ощущается. Причиной его возможного появления чаще всего является применение дефектного во вкусовом отношении сырья: муки с горькополынным привкусом; муки из плесневелого и затхлого зерна. Выпечка хлеба в условиях, вызывающих образование на нем горелой корки также может вызвать ощущение при разжевывании горьковатого привкуса. Этот привкус обусловлен тем, что при резком перегреве корки в ней происходит процессе карамелизации сахаров. Усиливается в горелой корке и интенсивность процесса меланоидинообразования, при котором в качестве побочных продуктов также могут образовываться некоторые количества труднолетучих горьковатых веществ.
Б) аромат (запах) хлеба
В число ароматобразующих веществ, идентифицированных в тесте, хлебе и парах упека входят следующие группы соединений: углеводороды, гетероциклические углеводороды, спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, кислоты, серосодержащие соединения, эфиры, амины.
Количество обнаруженных ароматобразующих веществ возрастает с каждым годом. На сегодняшний день обнаружено около 300 таких соединений.
Многие из идентифицированных в хлебе веществ, образующих его вкус и аромат, содержатся в нем в столь ничтожных количествах, что их присутствие не может быть установлено и воспринято человеком с помощью соответствующих органов чувств. В связи с этим и было предложено понятие пороговой концентрации этих веществ, под которой подразумевается наименьшая сенсорно ощутимая концентрация их. Введенное и понятие коэффициента ароматичности отдельных ароматобразующих веществ. Величина этого коэффициента получается делением фактического содержания в хлебе оцениваемого вещества (в мг/кг) на его пороговую концентрацию (в мг/кг).
Если коэффициент менее единицы, то данное вещество в данном образце хлеба не может быть сенсорно ощущено.
Вещества, обуславливающие аромат и вкус хлеба, и их «предшественники» начинают образовываться уже в процессе приготовления теста и расстановки тестовых заготовок. На этих стадиях технологического процесса в результате спиртового и молочнокислого брожения в тестовых полуфабрикатах образуются конечные, промежуточные и побочные продукты этих видов брожения, а частично и продукты их взаимодействия (спирты, органические кислоты, эфиры, карбонильные соединения и т.п.).
Однако не только вещества, образующиеся при приготовлении и брожении теста, обуславливают аромат хлеба.
Первостепенное значение в образовании аромата хлеба имеют процессы, происходящие в нем при выпечке.
Многовековой практикой домашнего и кустарного, а затем и промышленного хлебопечения установлено, что чем дольше выпекается хлеб, тем толще его корка и интенсивнее ее окраска, тем хлеб ароматнее и вкуснее.
Аналитические исследования последних десятилетий, посвященных содержанию в хлебе ароматобразующих веществ, установили, что общее содержание карбонильных соединений и аминов в корке свежевыпеченного хлеба в несколько раз выше их содержания в мякише хлеба. Объясняется это прежде всего тем, что температура корки хлеба в процессе его выпечки значительно выше температуры мякиша. Повышенная температура корки обусловливает образование в ней темно-буроватоокрашенных веществ – меланоидинов.
Реакция меланоидинообразования в корке выпекаемого хлеба – это реакция окислительно-восстановительного взаимодействия между сахарами, аминокислотами, полипептидами и белками. Наряду с меланоидинами – основным продуктом этой реакции – в качестве промежуточных и побочных продуктов образуются и другие соединения, являющиеся веществами, образующими воспринимаемый нами аромат.
Аромат хлеба наиболее интенсивен у горячего, только что выпеченного хлеба, заметно снижается по мере его остывания и в еще большей мере утрачивается при последующем хранении. Термическое освежение черствого хлеба хотя и не полностью, но в значительной мере восстанавливает аромат, свойственный свежевыпеченному хлебу.
Рассмотрим меры, которые должен предусматривать технолог для получения хлеба с выраженным ароматом.
Итак, для нормального протекания меланоидинообразования в корке хлеба при его выпечке необходимо, чтобы в тестовых заготовка, поступающих на выпечку, содержалось достаточное количество остаточных (несброженных) восстанавливающих сахаров, а также продуктов протеолиза белков.
В то же время необходимо и наличие в тесте достаточного количества веществ, образующихся в нем при брожении как самого теста, так и предшествующих ему полуфабрикатов (опар, заквасок и т.п.). Недостаточная выброженность теста снижает интенсивность аромата и вкуса хлеба. Чрезмерная степень выброженности теста также отрицательно влияет на вкус и аромат хлеба: хлеб будет слишком кислым и будет иметь бледноокрашенную корку.
В интенсивности аромата основную роль играют длительность и температурные параметры выпечки, а также плотность размещения выпекаемых изделий на поду печи.
Толщина и степень окрашенности корки хлеба являются индикаторами, по которым производственник уже в момент выхода из печи может судить об его аромате.
Суммируя сказанное, можно отметить, что для получения хлеба с хорошо выброженным вкусом и ароматом, нужно обеспечивать достаточную выброженность тестовых полуфабрикатов, необходимую степень протекания в нем биохимических процессов и соблюдение условий и параметров процесса выпечки хлеба, способствующих меланоидинообразованию в его корке.
К числу прочих факторов, также влияющих на пищевую ценность хлеба можно отнести степень разрыхленности и характер пористости мякиша хлеба, а также правильность формы и привлекательность внешнего вида хлеба. Чем лучше разрыхлен мякиш хлеба, тем тоньше стенки пор, тем лучше может усваиваться хлеб. Правильность формы и привлекательность внешнего вида хлеба также может способствовать развитию аппетита и лучшему усвоению хлеба.