исследование возможности использования шрота расторопши

1
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ШРОТА РАСТОРОПШИ ПЯТНИСТОЙ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ
ЗАКВАСОК
Цыганова Т.Б., Семенкина Н.Г., Быковченко Т.В.
Московский государственный университет технологий и управления
им. К.Г.Разумовского
Аннотация: Теоретически обосновано применение продуктов переработки расторопши
в технологии сухих заквасок функционального назначения. Выявлено положительное
влияние шрота расторопши на рост и жизнедеятельность микрофлоры ржаных
заквасок.
Ключевые
слова:
хлебопекарное
производство,
сухие
закваски,
расторопша
пятнистая, силимарин, функциональные продукты.
Abstract: Theoretically justified the use of products of processing of milk thistle in the
technology of dry sourdough functionality. Positive influence of meal of a thistle on growth
and activity of microflora of rye ferments is revealed.
Keywords: Bread making, dry sourdoughs, Silybum marianum, silymarin, functional
products.
Введение и постановка задачи
Большую группу в ассортименте хлеба и хлебобулочных изделий
занимают изделия из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки, которые
традиционно пользуются большим спросом у населения. Особенности
хлебопекарных
свойств
ржаной
муки
(наличие
амилолитических
ферментов, податливости крахмала действию ферментов, повышенное по
сравнению пшеничной мукой количество собственных сахаров, низкая
температура клейстеризации крахмала, способность белковых веществ к
неограниченному набуханию и пептизации, значительное количество
растворимых пентозанов-слизей) обусловливают существенные отличия
технологии способов приготовления ржаного хлеба.
2
Традиционные способы приготовления хлеба из ржаной муки и из
смеси ржаной и пшеничной реализуются в хлебопечении на основе
непрерывного ведения заквасок – культивированием молочнокислых
бактерий и дрожжей в питательной смеси из муки и воды при
определенных технологических параметрах прогресса.
В условиях некоторых производств технологии приготовления
ржаного теста предусматривают применение функциональных добавок —
подкислителей, обеспечивающих подкисление теста до необходимой
кислотности и снижение активности α-амилазы ржаной муки. Для этих
целей применяют порошкообразные и пастообразные подкислители. В
качестве подкислителей могут использоваться сухие закваски, которые в
отличие от использования функциональных добавок – подкислителей
органической природы, имеющих высокую титруемую кислотность,
создаваемую химическим путем, содержат молочную кислоту - продукт
естественного молочнокислого брожения.
С целью интенсификации биотехнологических свойств сухих
заквасок широко используются различные биостимуляторы, в том числе и
растительного происхождения.
Целью данного исследования являлось исследование возможности
использования функциональных ингредиентов в технологии заквасок.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- анализ современного состояния производства сухих заквасок
- разработка системы исследования влияния продуктов расторопши
пятнистой на деятельность дрожжевых клеток и проведение модельных
опытов
- разработка системы исследования влияния продуктов переработки
расторопши пятнистой на деятельность молочнокислых бактерий и
проведение модельных опытов
3
-
оптимизация
дозировок
продуктов
переработки
расторопши
пятнистой в производстве сухих заквасок
Для анализа современного состояния производства сухих заквасок
проводили изучение ассортимента существующих на рынке сухих
заквасок, их достоинств и недостатков, исследование возможности
использования функциональных ингредиентов в производстве сухих
заквасок,
исследование
возможности
использования
продуктов
переработки расторопши пятнистой в производстве сухих заквасок.
Из-за специфических свойств ржаной муки, выпечка ржаного хлеба
невозможно без внесения в тесто кислот. Для этого используют
специальные закваски и подкислители. Подкислитель просто улучшает
свойства теста, а закваски вносят в будущий хлеб аромат и вкус. В
условиях малых предприятий и с учетом тенденции к расширению
применения ускоренных способов приготовления теста и сокращения
производственного цикла удобнее всего использовать сухие закваски, в
виде порошков различного состава.
Данные
научно-технической
литературы
показывают
перспективность применения в качестве биостимуляторов процессов
производства хлеба из ржаной муки и смеси ее с пшеничной новых видов
сырья растительного происхождения, в том числе шрота расторопши
пятнистой.
Анализ проведенных ранее исследований показал, что внесение
шрота расторопши пятнистой в рецептуру пшеничного хлеба улучшал
органолептические
и
физико-химические
показатели
качества
хлебобулочных изделий [3, 4]. Шрот расторопши – продукт, полученный
после отжима масла из плодов расторопши пятнистой. Переработка шрота
— одно из направлений развития отрасли, производящей растительные
масла, так как шрот содержит большое количество белков (около 20%),
остаточную долю масла (около 12%), витамины группы В и Е,
4
минеральные вещества и другие питательные и биологически активные
вещества. Основным действующим веществом шрота расторопши является
сумма флаволигнанов - силимарин. Силимарин представляет собой смесь
трех изомеров – силибина, силидианина и силикристина и обладает
гепатопротекторным, мембраностабилизирующим и антиоксидантным
действием.
В
связи
с
чем,
углубленное
исследование
возможности
использования шрота расторопши в производстве ржаных заквасок и
полуфабрикатов на ее основе, и изыскание путей их применения в
технологии хлеба из
ржаной муки и смеси ее с пшеничной является
актуальным.
Качество закваски зависит от процессов жизнедеятельности ее
микрофлоры. Разнообразная микрофлора ржаных заквасок и теста
представлена дрожжами Saccharomyces и молочнокислыми бактериями
Lactobacillus.
микрофлоры
Для
регулирования
необходимо
учитывать
жизнедеятельности
бродильной
физиологические
особенности
вносимых культур и влияние на них отдельных факторов внешней среды.
На развитие дрожжей и молочнокислых бактерий в ржаных и пшеничных
полуфабрикатах
влияет
целый
комплекс
факторов,
в
частности,
температура, влажность, кислотность среды, количество заварки, качество
муки, микробиологическое состояние сырья и воды, а также санитарное
состояние на предприятии.
Для нормального течения физиологических процессов в клетках
дрожжей и молочнокислых бактерий и обмена с окружающей средой
необходимо, чтобы питательная среда была обогащена минеральными
веществами, витаминами и сбраживаемыми сахарами.
С этой целью применяют различные биостимуляторы, в том числе и
растительного
происхождения
-
мультиэнзимные
композиции,
кукурузной, гороховой и ячменной муки, виноградного, абрикосового
5
шротов, размолотых семян томатов, специальных питательных смесей,
состоящих из концентрата квасного сусла, молочной сыворотки, муки и
воды, применение тыквенного или яблочного порошка и т.п.
Все
большее
внимание
уделяется
применению
в
качестве
биостимуляторов процессов производства хлеба из ржаной муки и смеси
ее с пшеничной новых видов сырья растительного происхождения. Одним
из таких биостимуляторов может быть шрот расторопши пятнистой,
содержащий в своем составе большое количество белковых и минеральных
веществ и витаминов.
Далее проводили изучение микрофлоры существующих на рынке
сухих заквасок, их достоинств и недостатков, исследование влияния
шрота расторопши на жизнедеятельность и подъемную силу дрожжей,
исследование
возможности использования
продуктов переработки
расторопши пятнистой в производстве сухих заквасок.
Процессы развития и размножения дрожжей связаны с синтезом
белков - наиболее важных компонентов клетки. Белки составляют
основу структурного материала клетки. Этим определяется потребность
дрожжевых клеток в азотсодержащих соединениях.
Для нормального течения физиологических процессов в дрожжевой клетке и обмена с окружающей средой необходимо, чтобы питательная среда для дрожжей была обогащена минеральными веществами.
Они участвуют в активации ферментных систем клетки, регулировании
осмотического давления, рН и окислительно-восстановительного потенциала.
На
основании
рекомендованы различные
исследований
многих
ученых
были
способы улучшения состава питательной
среды для размножения в ней дрожжей, в том числе и применение
фруктовых и овощных порошков и растительных шротов, содержащих
ценные белковые и минеральные компоненты.
6
Для определения влияния шрота расторопши на рост и активность
дрожжевых клеток проводили модельные опыты в условиях лаборатории
микробиологии. В питательную среду вносили шрот расторопши в
количестве 1,0 и 1,5 % в пересчете на массу муки. Дозировка выбрана на
основе ранее проведенных исследований по разработке функциональных
хлебобулочных изделий [2, 3] в соответствии с Методическими
рекомендациями Минздрава РФ от 2004 г. [1].
В питательных средах проводили выращивание дрожжевых клеток
Saccharomyces
minor
штамм
«Чернореченский»
и
Saccharomyces
cerevisiae штамм 69. О влиянии шрота расторопши на развитие
дрожжевых
клеток
осмочувствительности.
судили
по
Результаты
их
подъемной
исследований
силе
представлены
и
в
таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Влияние шрота расторопши на подъемную силу
дрожжевых клеток
Штамм дрожжевых
клеток
Saccharomyces minor
штамм
«Чернореченский»
Saccharomyces cerevisiae
штамм 69
Подъемная сила дрожжевых клеток при
концентрации шрота расторопши в среде,
мин
0%
1,0%
1,5%
16,5
16,0
15,8
15,3
14,8
14,5
7
Таблица 2 - Влияние шрота расторопши на осмочувствительность
дрожжевых клеток
Осмочувствительность дрожжевых клеток
при концентрации шрота расторопши в
среде, мин
0%
1,0%
1,5%
Штамм дрожжевых
клеток
Saccharomyces minor
штамм
«Чернореченский»
Saccharomyces cerevisiae
штамм 69
10
10
9
9
9
8
Результаты данных таблицы 1 показали, что при использовании
шрота расторопши в составе питательной смеси в количестве 1,0 и 1,5%,
подъемная
сила
дрожжевых клеток
Saccharomyces
minor
штамма
«Чернореченский» повышалась на 0,5 и 0,7 мин соответственно, а
подъемная сила дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae штамма 69
повышалась на 0,5 и 0,8 мин соответственно по сравнению с контрольной
питательной средой.
Анализируя данные таблицы 2, можно сделать вывод, что внесение
шрота расторопши оказывало незначительное положительное влияние на
осмочувствительность дрожжевых клеток.
Таким
образом,
проведенные
модельные
опыты
показали
незначительное положительное влияние шрота расторопши на развитие
дрожжевых клеток.
Анализ
полученных
результатов
показал
перспективность
использования шрота расторопши при приготовлении питательной смеси
для
создания
функциональных
на
ее
основе
сухой
хлебобулочных
закваски
изделий.
полученных результатов необходимо
для
Для
исследование
расторопши на развитие молочнокислых бактерий.
производства
подтверждения
влияния
шрота
8
На следующем этапе исследования проводили изучение микрофлоры
существующих на рынке сухих заквасок, их достоинств и недостатков,
исследование влияния шрота расторопши на количество и накопление
кислотности молочнокислых бактерий,
исследование возможности
использования
переработки
расторопши
ржаных
ржано-пшеничных
продуктов
пятнистой
в
производстве сухих заквасок.
При
производстве
и
сортов
хлебобулочных изделий используют разнообразные технологические
схемы культивирования микроорганизмов, обеспечивающих образование
органических кислот и разрыхление полуфабрикатов. Процессы брожения
ржаных
заквасок
осуществляются
дрожжевыми
клетками
и
молочнокислыми бактериями в симбиотических условиях.
Молочнокислые бактерии являются постоянными спутниками муки,
дрожжей, молочных продуктов и др. Они оказывают влияние на вкус,
аромат и усвояемость хлеба.
Способность молочнокислых бактерий образовывать молочную
кислоту объединяет их в отдельную группу микроорганизмов, которая по
практической значимости занимает одно из первых мест. В зависимости от
конечных
продуктов
брожения,
различают
гомоферментативные
и
гетероферментативные молочнокислые бактерии.
Вид Lactobacillus plantarum принадлежит к гомоферментативным
видам из подгруппы стрептобактерий. L. plantarum играет основную роль в
процессе кислотонакопления при производстве пшеничных и ржаных
заквасок. L. plantarum сбраживает многие сахара, в том числе мальтозу и
сахарозу. Он требует для своего развития богатые среды, содержащие
разнообразные углеводы, витамины, аминокислоты. Оптимальная температура для его развития 30° С. Отличается спиртоустойчивостью, выдерживая концентрацию спирта до 20%.
Вид
Lactobacillus
fermenti
является
гетероферментативным.
9
Отличительная особенность этого вида – высокий температурный оптимум
роста - в пределах 37-40° С. При 15° С рост не наблюдается. L. fermenti
часто
встречается
в
заквасках
и
является
специфичным
для
хлебопекарного производства.
Количественное соотношение основных и побочных продуктов
молочнокислого брожения зависит от различных факторов (состав среды,
рН, температура). Чрезмерное накопление уксусной кислоты
является
нежелательным, т. к. эта летучая кислота обладает резко выраженным
вкусом и запахом и может ухудшить органолептические характеристики
продукта.
Для жизнедеятельности молочнокислых бактерий большое значение
имеет азотистое питание, наличие минеральных солей, витаминов,
аминокислот и некоторых органических соединений. Исключительно
важным является спиртоустойчивость молочнокислых бактерий при
совместном использовании их с дрожжами.
Для определения влияния шрота расторопши на рост и накопление
кислотности среды молочнокислых бактерий проводили модельные опыты
в условиях лаборатории микробиологии. В питательную среду вносили
шрот расторопши в количестве 1,0 и 1,5 % в пересчете на массу муки.
Дозировка выбрана на основе ранее проведенных исследований по
разработке функциональных хлебобулочных изделий.
В питательной среде проводили выращивание молочнокислых
бактерий молочнокислых бактерий L.Plantarum A63 и L.Fermenti f34.
О влиянии шрота расторопши на развитие молочнокислых бактерий
судили по их количеству и кислотности среды. Результаты исследований
представлены на рисунках 1 и 2.
10
5,3
6
4,3
5
3,6
4
3
0%
2,9
2,8
1,00%
2,3
1,50%
2
1
0
L. Fermenti f34
Рисунок
1
–
L. Plantarum A63
Влияние
концентрации
шрота
расторопши
в
питательной среде на количество молочнокислых бактерий, х10-8
7
6,4
6,9
6
6
5,9
6,4
5,6
5
0%
4
1,00%
3
1,50%
2
1
0
L. Fermenti f34
Рисунок
2
–
L. Plantarum A63
Влияние
концентрации
шрота
расторопши
в
питательной среде на кислотность среды, град
Анализируя данные рисунков 1 и 2 можно сделать вывод, что
количество молочнокислых бактерий в питательной среде с добавлением
шрота расторопши значительно возрастало. Так, добавление шрота
11
расторопши в количестве 1,0 и 1,5% в пересчете на массу муки
способствовало
увеличению
количества
молочнокислых
бактерий
L.Fermenti f34 в 1,2 и 2,3 раза и молочнокислых бактерий L.Plantarum A63
в 1,3 и 1,5 раза соответственно.
Эти процессы, вероятно, связаны с тем, что шрот расторопши
является источником сбраживаемых сахаридов, азотистых веществ и
витаминов, необходимых для процессов жизнедеятельности бродильной
микрофлоры. В тоже время, значительное повышение количества
молочнокислых
бактерий
несколько
затормаживает
накопление
кислотности в питательной среде.
Однако, наибольшая конечная кислотность питательной среды
достигалась
при
использовании
дозировки
шрота
расторопши
в
питательной среде в количестве 1,0 % в пересчете на массу муки, что,
вероятно, объясняется большим количеством микроорганизмов в среде,
приводящим к недостатку питательных веществ для молочнокислого
брожения.
Шрот расторопши содержит целый комплекс биологически активных
веществ (витаминов, минеральных веществ, флавоноидов, значительное
количество пищевых волокон и аминокислот). Аминокислотный состав белка
расторопши позволяет говорить о его высокой биологической ценности.
Также флаволигнаны расторопши способствуют увеличению поглощения
кальция костными тканями.
Выводы
Таким образом, оптимальной для комплексного развития дрожжевых
клеток и молочнокислых бактерий в питательной среде для ржаных
заквасок, является дозировка шрота расторопши в количестве 1,5 % в
пересчете на массу муки. Такое количество шрота позволит ускорить
процесс созревания ржаных заквасок за счет более быстрого накопления
кислотности питательной среды и достижения требуемой подъемной силы.
12
Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что
углубленное исследование возможности использования шрота расторопши
в производстве ржаных заквасок и полуфабрикатов на ее основе, и
изыскание путей их применения в технологии хлеба из ржаной муки и
смеси ее с пшеничной является актуальным.
Исследование возможности использования в производстве ржаных
заквасок и полуфабрикатов на ее основе биостимуляторов растительного
происхождения показало перспективность применения шрота расторопши.
Кроме того, применение сухой закваски со шротом расторопши позволит
производить хлеб для функционального питания, предназначенный для
лиц, проживающих в экологически неблагоприятных регионах.
Литература
1. МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и
пищевых веществах для различных групп населения Российской
Федерации / Методические рекомендации. – М., 2008. – 41 с.
2. Семёнкина Н.Г., Цыганова Т.Б., Крылова Е.И. Новые функциональные
хлебобулочные изделия с гепатопротекторными свойствами / Пищевая
промышленность. – 2010. - № 9. – С. 74-76.
3. Семёнкина
Н.Г.
Исследование
влияния
продуктов
переработки
расторопши пятнистой на реологические свойства пшеничного теста /
Хлебопечение России. – 2010. - № 6. – С. 11-13.
4. Семёнкина Н.Г. Новые функциональные хлебобулочные изделия с
гепатопротекторными свойствами / Пищевая промышленность. – 2010.
- № 9. – С. 74-76.