В настоящее время при разработке продуктов питания, направленных на обеспечение здорового образа жизни, обращают внимание не только на калорийность рациона, содержание пластических элементов пищи, но и на наличие минорных компонентов, обладающих биологической активностью. Концепция «Функциональное питание» как самостоятельное научно-прикладное направление в области здорового питания сложилась в начале 90-х годов. Под термином «функциональные пищевые продукты» (ФПП) понимают продукты питания, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения с целью снижения риска развития заболеваний, связанных с питанием, сохранения и улучшения здоровья за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов. Продукты питания могут быть отнесены к функциональным, если имеется возможность продемонстрировать их позитивный эффект на ту или иную ключевую функцию организма человека (помимо традиционных питательных эффектов) и получить объективные доказательства, подтверждающие эти взаимоотношения при употреблении пищи (или ее действующего начала) в безопасных для организма количествах [6; 7; 12; 13].

Одними из перспективных продуктов для обогащения биологически активными веществами являются мучные кондитерские изделия, имеющие длительный срок хранения (например, галеты). Такие продукты могут быть использованы в рационах людей, находящихся по роду своей деятельности в длительных автономных условиях, например военнослужащих, сотрудников МЧС, спортсменов и некоторых других. Физические и психоэмоциональные нагрузки, которые испытывают эти люди, вызывают развитие окислительного стресса, снижение некоторых показателей иммунитета, метаболическое утомление организма, ограничивающее работоспособность [1; 3; 11].

Среди добавок, обладающих доказанным положительным влиянием на физическую работоспособность и адаптацию, полностью безопасных для человека и животных, можно выделить белково-нуклеотидные гидролизаты из сырья морского происхождения, обладающие доказанным физиологическим действием - «Моллюскам» и «Нуклеатин», полученные из двустворчатых моллюсков и гонад лососевых рыб [8]. «Моллюскам» содержит полный набор протеиногенных аминокислот, а также большое количество минорных компонентов. К ним относятся таурин, цитруллин, орнитин, β-аланин, а также гистидинсодержащие дипептиды: карнозин, анзерин, гомокарнозин. «Нуклеатин» характеризуется дополнительным присутствием низкомолекулярных фрагментов ДНК (олигонуклеотидов) [2; 10].

Целью исследования явилась разработка технологии мучных продуктов функционального назначения (галет) с добавлением белково-нуклеотидных гидролизатов из сырья морского происхождения, предназначенных для использования в качестве источников свободных аминокислот и олигонуклеотидов для повышения физической работоспособности.

Материалы и методы

За основу разработок была принята унифицированная рецептура галет «Арктика», представленная в таблице 1.

Таблица 1

Унифицированная рецептура галет «Арктика» согласно ГОСТ 14032-68

Технологический процесс производства включал подготовку сырья, замес опары и брожение при температуре 37 °С в течение 30 мин, замес теста и его брожение (в тех же условиях при влажности 55-60%); формование заготовки; нанесение проколов и выпечку при температуре 200 °С в течение 10 мин.

В работе использовали гидролизат из двустворчатых моллюсков «Моллюскам» (ТУ 9283-24700472012-04) и гидролизат из молок рыб – «Нуклеатин» (ТУ 9283-026-00038155-02) производства ООО «Биополимеры» г. Партизанск Приморского края. Подбор соотношения БАВ в готовом продукте был произведен на основании норм употребления препаратов в количестве от 1 до 6% от суммарной массы компонентов при замене соответствующего количества муки. Добавки вводились на стадии замеса теста после предварительного растворения их в воде.

Определение физико-химических (влажность, кислотность, щелочность, толщина, намокаемость, количество клейковины) и органолептических показателей было произведено согласно ГОСТ 14032-68 «Галеты. Технические условия» [4].

Подсчёт дрожжевых клеток производили с помощью счетной камеры Горяева по ГОСТ Р 54731-2011. Дрожжевые клетки приводили в состояние активации в камере расстойки при температуре 36 °С и влажности 80%. Определение подъемной силы и осмоустойчивости дрожжей проводили по ГОСТ Р 54731-2011 [5]. Подъемной силой полуфабриката, состоящего из дрожжей, муки и хлорида натрия, считали промежуток времени с момента опускания в воду шарика теста до момента его всплывания на поверхность. Разница в подъемной силе дрожжей в зависимости от осмотического давления среды, выраженная в минутах, характеризует осмоустойчивость.

Результаты и обсуждение

Для создания функционального продукта были произведены пробные выпечки галет с разным процентным соотношением препаратов (1-6%). Первоначальное количество вносимых функциональных ингредиентов в готовом продукте было основано на дозировках препаратов, имеющих подтверждения безопасности и биологического действия [2; 9].

В дальнейшем подбор количества вносимых добавок проводили, основываясь на влиянии их на органолептические свойства продукта и рост дрожжей. Поскольку обнаруженные изменения в качестве готовых продуктов выявили одинаковые изменения для обеих добавок, то и в таблице 2 они представлены без разделения.

Таблица 2

Влияние количества (%) морских белково-нуклеотидных гидролизатов на органолептические качества галет

Внесение препаратов в количестве от 1 до 3% в целом не сказывалось негативно на органолептике продуктов, отмечены некоторые изменения цвета и появление слабого приятного, не порочащего рыбного аромата. С увеличением количества добавок выше 3% появлялся горьковатый привкус, а также специфический рыбный запах.

Практически все исследованные показатели находились в пределах норм, установленных стандартом. Исключение составили: щелочность для всех образцов и намокаемость для образцов, в которых количество добавок превышало 3%. Результатом повышения щелочности можно считать горьковатый привкус, а также изменение структуры изделия – потерю слоистости (табл. 3). Для устранения этого недостатка из рецептуры галет была исключена сода. В результате пороки вкуса и структуры были нейтрализованы.

Таблица 3

Физико-химические показатели галет при различных количествах добавок

Уменьшение намокаемости соответствовало тому, что изделия имели более затянутую структуру. Для объяснения этого явления были проведены опыты по влиянию добавок на отмывание клейковины в тесте и растяжение тестовых заготовок (рис. 1).

Рис. 1. Влияние концентрации белково-нуклеотидных гидролизатов («Моллюскама» - и «Нуклеатина» --) на растяжимость тестовых заготовок.

Компоненты, входящие в состав белково-нуклеотидных гидролизатов, оказали влияние на отмываемую клейковину, снижая ее количество от 22% в контроле до 15% и менее при концентрации 3% и более в тестовой заготовке. Растяжимость соответственно этому снижалась от 20 см в контроле до 3 при 5-6%-ной концентрации добавок.

Таким образом, исследование влияния белково-нуклеотидных гидролизатов морского происхождения на нормируемые показатели галет показало возможность их использования при концентрациях не более 3% от массы сухих веществ (при лучших результатах при 1%). Оказалось необходимым исключить добавление соды для снижения щелочности изделий. В итоге основным фактором, обеспечивающим подъем теста, остались хлебопекарные дрожжи - микроорганизмы весьма чувствительные к введению стимуляторов различной природы. В галетном тесте дрожжевые клетки размножались в течение трех часов, включая процессы активации, замеса и брожения. Исследовали влияние гидролизатов на стадии активации дрожжей, при которой предусмотрено использование питательной среды из муки, воды и сахара, выдерживание при 30-35 °С. Оценивали зависимость роста и активности дрожжевых клеток при внесении разных концентраций препаратов в течение 120 мин (рис. 2).

А

Б

Рис. 2. Влияние белково-нуклеотидных гидролизатов на рост дрожжевых клеток на стадии активации при изготовлении галетного теста: А – «Моллюскам»; Б – «Нуклеатин»; __ контроль; ….. 1%, --- 2%, _ _ 3%, _.._ 4% от массы сухих веществ.

Внесение добавок на стадии активации существенно изменило прирост дрожжевых клеток. Наибольший прирост дрожжевых клеток наблюдали при 1%-ной концентрации обеих добавок, наиболее значительное увеличение биомассы имело место при добавлении амино-нуклеотидного гидролизата (в 2,4 раза по сравнению с контролем). Увеличение концентрации добавок приводило к дозозависимому угнетению развития дрожжей. Наиболее выраженный эффект угнетения имел место при использовании «Нуклеатина», когда уже 3%-ная концентрация приводила к снижению роста клеток по сравнению с контролем.

Дальнейшие исследования показали, что основным фактором угнетения роста дрожжевых клеток явилось изменение осмотического давления питательной среды, используемой для активации. Галетное тесто насыщено сахаром, солью и жиром, что увеличивает осмотическое давление в среде развития дрожжей. Внесение гидролизатов усилило осмотический стресс и показало прямую зависимость осмоустойчивости дрожжей от концентрации добавок (табл. 4).

Таблица 4

Зависимость осмоустойчивости дрожжей от концентрации белково-нуклеотидных гидролизатов

Соответственно росту концентрации добавок происходило постепенное снижение осмоустойчивости дрожжей. При этом добавка 1% гидролизатов приводила с снижению показателя по сравнению с контролем, но сохраняла показатель в разряде оценки «хорошо» в соответствии с требованиями стандарта и технологии, при 2-3%-ной концентрации показатель переходил в разряд «удовлетворительно» и при 4-5%-ной - «плохо». Снижение прироста дрожжей при повышенных концентрациях гидролизатов находилось в прямой зависимости от их осмоустойчивости. Полученные результаты подтвердили возможность использования белково-нуклеотидных гидролизатов из гонад рыб и двустворчатых моллюсков при производстве галет.

Введение добавок позволило предложить следующие изменения в технологии и рецептуре галет: сокращение времени активации и брожения тестовой заготовки до 40 мин вместо 120 мин (или снижение количества используемых дрожжей) и отказ от применения соды для снижения показателя щелочности. При этом готовые изделия сохраняли адекватные органолептические качества при концентрации обеих добавок, не превышающей 3%. Такое количество обеспечивает дозировку, необходимую для создания ФПП, доказанную при медико-биологических испытаниях [2; 9]. Приготовленная на основе такого теста продукция обладает полезными функционально-биологическими качествами для людей, имеющих интенсивную физическую и умственную нагрузку.

Рецензенты:

Бузолева Л.С., д.б.н., профессор, заведующая лабораторией экологии патогенных бактерий ФГБУ «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова СО РАМН», г. Владивосток;

Ким Э.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой стандартизации и сертификации Института пищевых производств ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет», г. Владивосток.