Анализ питания различных групп населения, проведенный институтом питания, свидетельствует, что уровень потребления пищевых продуктов у значительной части населения превышает энергетические потребности.
Одним из путей снижения количества потребляемой с пищей энергии является замена в продуктах массового потребления жиров и углеводов белками или создание на его основе низкокалорийных продуктов питания. Наиболее перспективными для этих целей, а также для производства продуктов детского и лечебного питания могут быть белковые препараты и изоляты белков, полученные из традиционных, нетрадиционных и новых источников белка.
Особую роль в питании населения играют хлеб и хлебные изделия. Эти продукты ежедневно употребляются в пищу, и поэтому их пищевая ценность имеет первостепенное значение.
В последние годы появляются новые виды белоксодержащих добавок, являющихся вторичными продуктами пищевых производств, которые рационально можно использовать для повышения биологической ценности хлеба.
Хлеб является также источником минеральных веществ, необходимых человеку, таких как фосфор, магний, калий, кальций, железо и др. Однако содержание минеральных веществ в хлебе невелико. Наиболее высокое содержание макро- и микроэлементов в муке из цельного зерна и приготовленном из нее хлеба. Наиболее низко – в хлебе из муки высшего сорта. При употреблении хлеба человек может покрыть потребности в основных минеральных элементах – в кальции – до 16%, в фосфоре – до 50%, магнии – до 50-60%.
Хлеб любого сорта нуждается в обогащении кальцием.
Повышению содержания кальция в хлебе способствует применение молочных продуктов – молока натурального, сухого, молочной сыворотки.
1. Современное состояние вопроса
Различают биологическую ценность белков, биологическую эффективность жиров, энергетическую ценность продукта. Этими терминами, входящими в понятие пищевой ценности, принято характеризовать пищевую ценность хлеба и хлебобулочных изделий.
Химический состав хлеба, содержание в нем белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ оказывают влияние на величины пищевой ценности хлеба.
Намечена тенденция к уменьшению в дневном рационе нормы энергетической ценности продуктов и нормы потребления усвояемых углеводов. Рекомендовано также некоторое увеличение нормы неусвояемых углеводов (пищевых волокон). Пищевую ценность хлеба оценивают не только с точки зрения его химического состава, но и по таким его свойствам как вкус, аромат, состояние текстуры мякиша и внешний вид хлеба.
Рассмотрим проблемы повышения биологической и минеральной ценности хлебных изделий.
2. Проблемы рационального использования белка в питании человека
Основное значение белков заключается в их незаменимости другими пищевыми веществами. Из поступающих во внутренние среды организма экзогенных аминокислот за счет гидролиза в желудочно-кишечном тракте пищевого белка и утилизируемых эндогенных аминокислот синтезируются собственные белки тела человека, которые выполняют следующие важные функции: пластическую, каталитическую, регуляторную, транспортную, энергетическую.
В организме белки не откладываются «про запас», поэтому необходимо ежедневное их поступление с пищей. Без достаточного количества протеинов не могут быть использованы витамины, минеральные вещества, необходимые для процессов обмена веществ.
Принято классифицировать основные источники белка на три группы:
1) традиционные, включающие продукты растениеводства, животноводства, рыболовства, птицеводства;
2) нетрадиционные, включающие шроты из семян масличных культур (сол, арахис, подсолнечник), продовольственных культур (томаты, виноград, кукурузный и пшеничный зародыши), кормовых культур (сафлор, рапс), технических культур (хлопчатник, лен);
3) новые, включающие многоклеточные и одноклеточные водоросли, мицелий высших и низших грибов, белки химического синтеза, непатогенные бактерии и дрожжи.
Источники белка, входящие в первую группу достаточно хорошо изучены. В хлебопекарном производстве применяют также традиционные источники белка, как соевая и гороховая мука, молочные продукты.
Источники белка, входящие во вторую группу еще недостаточно изучены с точки зрения оценки совершенства технологии их переработки: некоторые виды нетоварной рыбы и другие морепродукты, биомасса зеленых растений, бобовые культуры и др.
При переработке молока есть резервы для увеличения выработки белка, особенно из сыворотки, которые можно было бы направить на нужды хлебопекарной промышленности. Кроме того, то количество сыворотки, которое направляется на хлебопекарные заводы не используется в полном объеме, особенно в летнее время, так как сыворотка быстро набирает кислотность и становится непригодной к применению. Поэтому было бы более рациональным организовать снабжение предприятий концентратами сывороточных белков, производство которых уже начинает налаживаться в отдельных регионах. Значительные резервы имеются по производству белка из сои, гороха и других бобовых культур.
Таким образом, в стране имеются сырьевые возможности для достаточного производства пищевого белка, который можно использовать для повышения биологической ценности хлеба и хлебобулочных изделий.
3. Использование белоксодержащих добавок в хлебопекарном производстве
Белоксодержащее сырье используют по следующим направлениям:
- в качестве источника фермента липоксигеназы для регулирования свойств теста и улучшения качества хлеба;
- в качестве азотистого питания для приготовления жидких дрожжей;
- для частичной замены пшеничной и ржаной муки;
- для белкового обогащения хлеба;
- в качестве компонента липид-белковых добавок при производстве хлебобулочных изделий;
- в качестве пенообразователя и структурообразователя при производстве мучных кондитерских изделий.
Установлено отрицательное влияние белоксодержащего сырья на свойства пшеничного теста и качество хлеба. При этом ухудшение качества хлеба объясняется отсутствием клейковины в муке-обогатителе, ее низкой газообразующей способностью, меньшей атакуемостью крахмала амилолитическими ферментами, более высокой температурой клейстеризации крахмала, плохой набухаемостью белков добавок, увеличенным количеством дисульфидных связей, содержащихся в белковых веществах добавок. Сравнивая микроструктуру хлеба из пшеничной муки и обогащению соевой мукой, концентратами белков бобов, гороха, подсолнечника установлено, что белковые обогатители нарушают установившееся равновесие белково-крахмального комплекса, образующегося в хлебе из пшеничной муки. Белки в пшеничном хлебе организованы в линейном порядке около крахмальных гранул, в то время как белки в обогащенном хлебе не образуют линейных ассоциаций.
С целью улучшения свойств растительных белков предлагаются различные способы их обработки: воздействие электрическим током, обработка 30%-ной перекисью водорода, ферментами, паром, отбеливание спиртами, нагревание под давление, обработка водой, подкисленной соляной кислотой и т.д. Кроме того, предлагается внесение белковых обогатителей на последней стадии брожения теста с тем, чтобы сократить продолжительность воздействия на клейковинные белки.
Для получения качества хлеба с белковыми обогатителями предлагается использовать поверхностно-активные вещества в сочетании с оптимальной механической обработкой теста, улучшители окислительного действия, молочную сыворотку, сухую клейковины.
Рекомендуется использовать соевые белковые концентраты в количестве 3% к массе муки при производстве всех видов хлебобулочных изделий, а повышение количества – при производстве специальных диетических сортов высокобелкового хлеба. Применение соевых белковых изолятов в количестве до 3% к массе муки повышает объем хлеба, улучшает структуру пористости мякиша, хлеб дольше сохраняет свежесть.
Белковые продукты животного происхождения широко применяются как самостоятельные обогатители, а также в комплексе с белковыми обогатителями растительного происхождения.
Установлено, что белки животного происхождения также, как и растительного, укрепляют свойства клейковины и теста.
С целью улучшения качества хлеба с обогатителями животного происхождения предлагаются следующие способы их применения: внесение концентратов при двухфазных способах приготовления теста при замесе теста, проведение предварительного гидролиза белков, с соевым концентратом, с растительными маслами, увеличение дозировки дрожжей.
Одним из путей улучшения качества хлеба, обогащенного как растительными, так и животными белками, может быть создание специальных добавок на основе липид-белкового взаимодействия. В состав таких добавок входят белковые изоляты и концентраты, растительные масла, ПАВ, либо смеси белков (растительных и животных) и пищевых волокон в качестве которых предложено использовать пшеничные отруби.
4. Роль минеральных веществ в питании
Минеральные вещества входят в состав сложных органических соединений, являются пластическим материалом для образования костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы организма.
Функции минеральных веществ разносторонни. Кальций, фосфор и магний обеспечивают построение тканей скелета, фтор необходим для устойчивости эмали зубов к кариесу, железо и медь выполняют роль переносчиков кислорода, натрий и калий поддерживают нормальную осмотическую среду клеток в крови, хлор необходим для образования пищеварительных соков, недостаток йода в воде и пище вызывает эндемическое заболевание щитовидной железы.
Институт питания рекомендует следующие средние величины суточной потребности в минеральных веществах: кальций 800-1000, фосфор – 1000-1500, магний – 300-500, железо – 15 мг.
Кальций – основной структурный компонент костей, зубов, он входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами, участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессе передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечного сокращения, контролирует активность ряда ферментов. Таким образом кальций выполняет не только пластическую функцию, но и влияет на многие биохимические и физиологические процессы в организме.
Ассимиляция кальция тканями зависит не только от содержания его в продуктах, но и от его соотношения с другими компонентами пищи, и в первую очередь, с жирами, магнием, фосфором, белками.
5. Повышение содержания минеральных веществ в хлебе
Потребление в сутках 250-300 г хлебных изделий в пищу позволяет покрыть потребность организма в кальции на 10-16%, фосфоре – на 45%, магнии на 43-45%. Наиболее дефицитным в хлебе является кальций. В хлебных изделиях соотношение кальция и фосфора равно 1:5,5, т.е. содержание фосфора по отношению к кальцию намного превышает оптимальное. То же наблюдается в соотношении кальций: магний, которое составляет 1:2,3.
Избыточное по отношению к кальцию содержание фосфора, который находится в зерновых продуктах в значительной степени в виде фитиновых соединений, так же как и избыточное содержание магния, снижает усвоение организмом кальция в хлебных изделиях.
Содержащийся в отрубях фитин отрицательно влияет на баланс кальция в человеческом организме. Хлеб из муки, содержащий больше отрубей, неблагоприятно сказывается на балансе кальция. Однако многофазный способ приготовления хлеба, применяемый в хлебопечении, полностью разрушает фитиновые соединения под действие фитазы муки и микроорганизмов теста.
Содержание минеральных веществ в муке и хлебе наиболее высоко в муке из целого зерна и приготовленном из нее хлебе и наиболее низко в хлебе из муки высшего сорта. Хлеб из ржаной муки более богат основными минеральными веществами, однако и в этом случае кальция содержится немного – 30-50 мг в 100 г.
Анализ химического состава хлебобулочных изделий показывает, что хлеб из муки любого сорта нуждается в обогащении кальцием.
Повышению содержания кальция в хлебе способствует широкое применение в хлебопечении молочных продуктов. Обогащению хлеба минеральными веществами способствует использование добавок, получаемых из растительных продуктов – овощей, фруктов, трав.
Использование 5-10% яблочного порошка способствует улучшению качества хлебобулочных изделий, а также обогащению их минеральными веществами.
Также проведены исследования по применению в хлебопечении продуктов переработки гранатов, применение гранатового порошка позволяет улучшить подъемную силу жидкой опары, объем и формоустойчивость хлебобулочных изделий, замедлить черствение.
Изучена эффективность использования в хлебопечении экстракта листа крапивы. Экстракт крапивы, используемый в качестве интенсификатора технического процесса и улучшителя качества хлеба, повышает его пищевую ценность. Он содержит большое количество минеральных веществ – калия, железа, магния, витаминов С. К, В, каротина, аминокислот, сахаров.
Использование 0,3-0,5% глюконата кальция способствует улучшению качества хлеба, содержание кальция в хлебе возрастает в 2 раза.
Однако с учетом значительной стоимости глюконата кальция и его дефицита рекомендуется его использовать при выработке новых сортов хлебобулочных изделий для диетического питания.
Необходимо осуществлять поиск новых нетрадиционных компонентов для обогащения хлебобулочных изделий кальцием. Таким ценным компонентом может быть скорлупа куриных яиц.
Яичная скорлупа содержит 90% карбоната кальция, который легко усваивается, и все необходимые для организма микроэлементы, в том числе медь, фтор, железо, марганец, фосфор, серу, цинк и др.
Состав яичной скорлупы совпадает с составом костей и зубов и, более того, стимулирует кроветворную функцию костного мозга, что особенно ценно в условиях неблагоприятной радиационной обстановки. Введение в пищу измельченной скорлупы куриных яиц показала ее высокую терапевтическую активность и отсутствие неблагоприятных побочных действий.
Скорлупа, включенная в детское питание, благоприятно действует при рахите и анемии, способствует активизации кроветворения в костной ткани, ускоряет заживление при ортопедических заболеваниях.
Применение яичной скорлупы детьми и взрослыми положительно сказывается при ломкости ногтей и волос, кровоточении из десен, раздражительности, астме. Яичная скорлупа – прекрасное выводящее средство для радионуклидов и может эффективно использовать в очагах радиоактивного заражения.
1.5. Контроль качества и безопасности мучных кондитерских изделий диетического назначения
Под качеством пищевых продуктов подразумевается совокупность свойств, отражающих способность продукта обеспечивать потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, органолептические характеристики продукта, безопасность его для здоровья потребителя, надежность в отношении стабильности состава и сохранения потребительских свойств.
Институтом питания совместно с органами здравоохранения разработаны «Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов». Они включают критерии пищевой ценности и безопасности по отдельным группам пищевых продуктов. Разработанный документ включает разделы с описанием органолептических свойств продуктов, критериев пищевой ценности и безопасности, гигиенических требований к продуктам для специализированного питания здоровых и больных детей разного возраста.
В мучных кондитерских изделиях должно регламентироваться содержание сахара, других углеводов и жиров, а в некоторых из них (например, галеты) – содержание белка. На потребительской упаковке маркируется содержание углеводов, в том числе сахара, в некоторых – жира и белка, во всех – энергетическая ценность продукта.
Для оценки качества мучных кондитерских изделий диетического назначения разработана квалиметрическая модель, учитывающая химический состав, энергетическую ценность, органолептические и структурно-механические показатели.
Модель предусматривает оценку свойств первого, второго, третьего и четвертого уровней.
Свойства первого уровня учитывают химический состав изделий, энергетическую ценность, органолептические и структурно-механические показатели.
Свойства второго уровня предусматривают оценку продуктов по содержанию белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ, калорийности; по органолептическим показателям (вкус, аромат, цвет, правильность формы, состояние поверхности) и структурно-механическим свойствам (плотность, намокаемость, упругость, эластичность).
При оценке свойств третьего уровня необходимо определить в белках изделий суммарное содержание аминокислот; в жирах – суммарное содержание мононенасыщенных, полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот; в углеводах – общее количество поли-, моно- и дисахаридов, заменителей сахара; водорастворимые и жирорастворимые витамины, микро- и макроэлементы.
Свойства четвертого уровня учитывают содержание индивидуальных незаменимых аминокислот, углеводов, витаминов, минеральных веществ.
При производстве мучных кондитерских изделий широко используются различные пищевые добавки:
- эмульгаторы (фосфатиды, лецитин);
- студнеобразователи (агар, пектин, желатин);
- химические разрыхлители (двууглекислый натрий, углекислый аммоний, виннокислый калий);
- пищевые кислоты (лимонная, молочная, виннокаменная, а также их натриевые, калиевые и кальциевые соли);
- пищевые красители (натуральные растительные, синтетические)
и т.д.
Все пищевые добавки по качественным показателям и чистоте должны отвечать требованиям нормативно-технических документов (ГОСТ, ТУ) и иметь разрешение Минздрава на применение указанных целей. Пищевые добавки могут оставаться в мучных кондитерских изделиях полностью или частично в неизменном виде или в виде веществ, образовавшихся в результате химического взаимодействия добавок с компонентами продуктов.
«Медико-биологические требования» включают также критерии безопасности пищевых продуктов, в том числе и микробиологические показатели для мучных кондитерских изделий. Предусмотрено определение следующих четырех групп микроорганизмов:
I группа – санитарно-показательные микроорганизмы
II группа – потенциально патогенные м/о
III группа – патогенные м/л (сальмонеллы)
IV группа – показатели микробиологической стабильности продукта (содержание дрожжей и грибов-плесеней).
Мучные диетические изделия находят все большее применение в питании населения нашей страны. Это связано с увеличением доли в структуре населения, занятого на производстве с вредными условиями труда, и ухудшением экологической обстановки.