Проект виробництва пшеничного хліба зниженої калорійності з вівсяними висівками та кунжутом

ЗМІСТ ВСТУП РОЗДІЛ 1. Аналіз сучасних способів технологічних процесів виробництва хлібобулочних виробів

1.1 Характеристика недоліків продукції сучасних технологій з точки зору сучасного харчування

1.2 Вибір та характеристика традиційного харчового середовища, обраного для отримання оздоровчих харчових продуктів, біохімічний склад та дефіцитні нутрієнти

1.3 Вибір функціональних інгредієнтів для збагачення пшеничного хлібу. Характеристика біохімічного складу функціональних інгредієнтів, аналіз біологічного впливу їх компонентів на функціонування організму людини

1.4 Наукове обґрунтування рецептури оздоровчих харчових продуктів

1.5 Розрахунок харчової та біологічної цінності традиційного і збагаченого продукту оздоровчої дії

Висновки РОЗДІЛ 2. Опис технологічних процесів отримання оздоровчих харчових продуктів

2.1 Технологія підготовки функціональних інгредієнтів, обраних для збагачення пшеничного хлібу

2.2 Обґрунтування вибору стадії технологічного процесу отримання готових продуктів для внесення функціональних інгрідієнтів

2.3 Принципова технологічна схема отримання пшеничного хліба підвищеної харчової та біологічної цінності

2.4 Розрахунок продуктів

2.5 Розрахунок і підбір нового технологічного обладнання

2.6 Компонування апаратурно-технологічної схеми отримання батону підвищеної харчової та біологічної цінності

2.7 Транспортування, приймання, зберігання сировини та готової продукції

2.8 Організаційні, технологічні та економічні аспекти інноваційного підприємства з випуску нової продукції

2.9 Перероблення вторинних сировинних ресурсів Висновки РОЗДІЛ 3. Схема та характеристика технохімічного та мікробіологічного контролю виробництва батону підвищеної харчової та біологічної цінності

3.1 Контроль якості сировини та готових продуктів. Опис характерних методик для здійснення поточного контролю

3.2 Схема технологічного та мікробіологічного контролю виробництва нових оздоровчих продуктів

3.3 Експертна оцінка якості готових виробів Висновки ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП Життєдіяльність організму людини безпосередньо пов’язана з харчуванням. Їжа — надзвичайно складний комплекс із понад тисячі сполук, які справляють на організм різноманітний фізіологічний вплив. Загально відомо, що харчування — один з найважливіших чинників, що визначають стан здоров’я населення. Неправильне харчування спричинює різні захворювання і насамперед захворювання органів травлення.

Ні для кого не секрет, що Україна — одна з найбільш екологічно неблагополучних країн Європи. Стан навколишнього середовища досяг критичного рівня. Забруднення довкілля в Україні негативно впливає на екосистеми та здоров’я населення. Зростає дія нових професійних та екологічних факторів, до яких у людини відсутні еволюційно сформовані адаптивні механізми.

У харчуванні більшої частини населення кількість цінних біологічно активних речовин за останні 10−15 років знизилась на 50%.

У раціоні харчування населення, враховуючи складні екологічні обставини мало продуктів та біологічно активних добавок радіопротекторної, імуностимулюючої та загальнозміцнюючої дії.

Сьогодні науковці в галузі харчування акцентують особливу увагу на виробництві таких продуктів, які здатні підтримувати стан здоров’я на належному рівні, а також знижувати ризик цілого ряду захворювань. Виробництво таких продуктів є реалізацією концепції оптимального або здорового харчування.

Розробка універсальних корисних продуктів, може відбуватись тільки збагаченням їх функціональними інгредієнтами. А в результаті ми отримаємо функціональний продукт.

До функціональних відносять продукти, які здійснюють сприятливий вплив на здоров’я людини при їх регулярному споживанні.

Функціональні продукти — це продукти, що містять у своєму складі фізіологічно (біологічно) активні інгредієнти, котрі відновлюють дефіцит незамінних компонентів у харчуванні людини, сприяють підтриманню і полішненню стану здоров’я та зниженню ризику виникнення певних захворювань.

Функціональні харчові продукти розглядаються не тільки як джерела пластичних речовин та енергії, але і як складний не медикаментозний комплекс, який забезпечує достовірний лікувально-профілактичний ефект. Місце оздоровчих продуктів визначається як проміжне між продуктами загального вжитку, тобто таких, які входять в раціон основних груп населення, і продуктами лікувального харчування.

Функціональні продукти можна розділити на натуральні, які від природи містять велику кількість фізіологічно-функціональних інгредієнтів, і на ті, які мають додаткові функціональні властивості в результаті спеціальної технологічної обробки: звільнення від некорисних компонентів.

Кожний продукт відрізняється особливим хімічним складом та смаковими властивостями, що визначає його вплив на організм.

Хлібопродукти, зернові продукти володіють високою біологічною цінністю, вони складають значну частину в щоденному раціоні, покривають близько 40% добових енерговитрат.

Функціональні продукти на основі зернових набувають широкого розповсюдження. Їх функціональна дія обумовлена наявністю цілого комплексу біологічно активних речовин (харчові волокна, вітаміни, мінеральні речовини, ліпіди, антиоксиданти, пребіотичні вуглеводи та ін.).

Актуальність теми. У розв’язанні проблеми поліпшення здоров’я населення України важливу роль можуть відіграти функціональні хлібобулочні вироби, оскільки вони є найбільш доступним продуктом для корекції харчової й біологічної цінності раціону, майже на половину задовольняють потребу людини у вуглеводах, на третину — в білках, більш ніж на половину у вітамінах групи В, солях фосфору і заліза. Водночас хімічний склад не досконалий і потребує збільшення кількості та досягнення збалансованості найважливіших нутрієнтів.

Асортимент хлібобулочних виробів, що випускається в Україні, досить широкий, однак виробів дієтичного, лікувально-профілактичного, спеціального призначення для різних груп населення недостатньо і їх частка в загальному об'ємі виробництва не перевищує 1—2%.

На сьогодні, найбільш розповсюдженими є такі «хвороби цивілізації», як серцево — судинні захворювання, ожиріння, цукровий діабет, ризик виникнення яких пов’язаний з нераціональним харчуванням.

Розроблення технологій хлібобулочних виробів із підвищенною харчовою цінністю буде сприяти профілактиці зазначених хвороб і покращенню стану здоров’я населення. При цьому доцільно застосовувати нетрадиційні види сировини багатої на функціональні інгредієнти рослинного походження, які містять комплекс біологічно активних речовин і можуть проявляти поліфункціональні властивості. Такою перспективною сировиною для збагачення хімічного складу традиційного хліба є вівсяні висівки та кунжут.

Метою курсової роботи є обґрунтування проекту виробництва пшеничного хліба зниженої калорійності з вівсяними висівками та кунжутом.

Для реалізації поставленої мети було виконано такі завдання:

— проаналізувати сучасні технології пшеничного хліба, визначити їх переваги та недоліки;

— дати характеристику основних та допоміжних матеріалів для виробництва хлібу;

— обґрунтувати вибір сировини для створення функціонального продукту, охарактеризувати їх хімічний склад і органолептичні властивості;

— проаналізувати дані літератури щодо хімічного складу, вмісту біологічно-активних речовин у збагачувачах та їх фізіологічний вплив на організм людини;

— обгрунтувати можливість використання вівсяних висівок та кунжуту в технології хлібобулочних виробів;

— дослідити вплив додавання вісяних висівок та кунжуту на структурно-механічні властивості тіста;

— встановити оптимальну кількість збагачувачів для внесення в рецептуру хліба;

— порівняти енергетичну цінність традиційних та збагачених виробів;

— розробити принципово — технологічну схему отримання нового функціонального продукту.

Предметом дослідження є: хліб з пшеничного борошна, вівсяні висівки та кунжут.

Об'єктом дослідження є: технологія пшеничного хліба збагаченого вівсяними висівками та кунжутом.

РОЗДІЛ 1. Аналіз сучасних способів технологічних процесів виробництва хлібобулочних виробів

1.1 Характеристика недоліків хлібобулочних виробів сучасних технологій з точки зору здорового харчування.

виробництво пшеничний хліб Спосіб приготування тіста на густій опарі універсальний. Цим способом можна готувати всі види хлібних виробів: хліб, булочні, здобні, бубличні вироби, сухарі. Він забезпечує хорошу якість продукції, високий об'єм, формостійкість, еластичність м’якушки, виражений смак і аромат. Порівняно з безопарним і прискореним способами передбачає менші витрати дріжджів на приготування тіста (0,7−1,5 проти 3−5%) при однофазних способах. При опарному способі дріжджі вносяться у першу фазу, тому в тісті вони активніші. Цей спосіб гнучніший, ніж безопарний, дозволяє легше регулювати параметри технологічного процесу приготування напівфабрикатів: вологість, тривалість бродіння, кислотність тощо. Але опарний спосіб триваліший, внаслідок цього для нього характерні більші затрати сухих речовин на бродіння. Оскільки цей спосіб двофазний, вимагається більша кількість обладнання і значно більша площа для його розміщення.

Спосіб приготування тіста на великих густих опарах з інтенсивною обробкою тіста порівняно з традиційним передбачає збродження в опарі більшої частини борошна (60−70 проти 45−50%), що обумовлює накопичення в опарі та тісті більшої кількості продуктів бродіння, підвищення її кислотності, покращуються смак і аромат виробів, подовжується термін зберігання свіжості.

Збільшення кількості збродженого борошна в опарі, інтенсивне оброблення тіста при замішуванні обумовлюють скорочення тривалості його дозрівання, знижується загальна тривалість технологічного процесу. Цей спосіб не потребує громіздкого обладнання для бродіння тіста при його безперервному приготуванні, дозволяє скоротити кількість діж при порційному приготуванні.

Рідкі опари порівняно з густими містять удвічі менше борошна, але завдяки високій вологості в них інтенсивно відбуваються гідролітичні процеси, глибше дезагрегуються біополімери тіста, що обумовлює накопичення достатньої кількості продуктів їх розкладу, необхідних для живлення дріжджів і реакції меланоїдиноутворення. В цих умовах дріжджові клітини більш активні, краще накопичується їх біомаса, скорочуються заграти на бродіння.

При роботі на рідких опарах легко регулювати технологічний процес, вони мають меншу здатність до перекисання при непередбачених перервах у роботі.

Рідкі опари зручно транспортувати по трубопроводах, легко дозувати, внаслідок цього забезпечуються умови для створення комплексно-механізованих ліній по їх приготуванню[5].

Проте внаслідок зброджування порівняно незначної кількості борошна і високої вологості вони не можуть забезпечити необхідної якості булочних і здобних виробів. Продукція, виготовлена на рідких опарах, має дещо гірше виражені смак і аромат, швидше черствіє.

Внесення в опару мезофільних молочнокислих заквасок сприяє підвищенню їх кислотності, прискоренню дозрівання опар і тіста.

Спосіб приготування тіста на диспергованій фазі значно коротший, ніж опарний, потребує меншої кількості технологічного обладнання і виробничих площ.

На одній диспергованій фазі можна готувати тісто для виробів, що мають різну рецептуру. Проте цей спосіб потребує підвищеного дозування дріжджів до 3−5% до маси борошна), не забезпечує перебіг глибоких колоїдних і біохімічних процесів, що формують дозрівання тіста, тому м’якушка виробів може бути недостатньо еластичною. Смак і аромат виробів формуються в основному цукром, жиром, молочними продуктами, що входять до складу рецептури здобних булочних виробів. Хліб високої якості цим способом виробити не вдається.

Однофазні способи приготування тіста — безопарний і прискорені — мають короткий технологічний цикл. Порівняно з опарним способом тривалість приготування тіста скорочується більше, ніж удвічі при безопарному і в 2,5−3 рази при прискорених способах, затрати сухих речовин на бродіння знижуються на 1,2−1,5%. Приготування тіста в одну стадію потребує значно менше обладнання, ємкостей для бродіння, виробничих площ.

Однофазні способи заслуговують на увагу, зважаючи на короткий технологічний цикл приготування тіста, порівняно низькі затрати сухих речовин на бродіння, потребують значно менше обладнання. Але вони не гнучкі, збільшують витрати дріжджів, не піддаються коректуванню вмісту складових тіста, його вологості, температури. Недоліком є також великі витрати дріжджів, недостатньо виражений смак та аромат хлібних і булочних виробів, виготовлених цим способом, швидке їх черствіння, поява майже одразу після охолодження крихкості м’якушки виробів.

В разі прискорених способів необхідно вживати заходи, що забезпечують інтенсифікацію мікробіологічних, колоїдних, фізико-хімічних процесів, які забезпечують швидке дозрівання тіста. Для цього треба встановлювати тістомісильні машини інтенсивної дії, окрім підвищеного дозування дріжджів необхідно застосовувати добавки: підкислювачі, ферментні препарати або комплексні поліпшувачі[5,6].

Безопарний і прискорені способи приготування тіста технологічно негнучкі, тобто при цих способах неможливо при необхідності коректувати вологість і температуру уже замішеного тіста. Досить короткий період технологічного циклу приготування тіста не завжди забезпечує необхідну якість виробів.

При застосуванні прискорених технологій дефекти хлібних виробів, що трапляються найчастіше, обумовлені такими причинами:

· недостатня тривалість бродіння тіста або термін вистоювання тістових заготовок, понижені температура і відносна вологість у камері остаточного вистоювання викликають бокові підриви біля основи і на поверхні скоринки виробів;

· підвищена температура води для замішування тіста, зменшене дозування солі, підвищена вологість тіста, недостатнє фізичне оброблення його при формуванні, підвищена температура в камері остаточного вистоювання, надмірна тривалість вистоювання тістових заготовок можуть бути причиною увігнутої або плоскої скоринки формового хліба, розпливчатої форми подових виробів;

· понижена вологість тіста дає хліб малого об'єму, стиснутий, з крихкуватою сухою м’якушкою;

· недостатня інтенсивність замішування або тривалість бродіння тіста є причиною малого об'єму виробів, червонуватого відтінку скоринки, липкуватої м’якушки, нерівномірної, щільної пористості, підривів верхньої скоринки;

· надмірна інтенсивність замішування або тривалість бродіння тіста дають хліб розпливчатої форми, бліду, з сивим відтінком скоринку, кислий різкий запах готового хліба, тріщини на поверхні скоринки виробів.

При виробництві масових видів хліба прискорені способи не застосовуються. Для малих підприємств, що працюють в одночи двозмінному режимі з вихідним днем або без нього, важко вибрати таку технологію, яка б дозволила оперативно припиняти і поновлювати роботу. В цих умовах доцільно застосовувати однофазні технології або технології з консервуванням шляхом охолодження чи дискретним використанням першої фази[5,7].

Внаслідок того, що випікання хліба відбувається при високих температурах, у ньму знижується велика кількість вітамінів та мінералів. Тому доцільно нетрадиційні види сировини багатої на функціональні інгредієнти рослинного походження, які містять комплекс біологічно активних речовин і може проявляти поліфункціональні властивості. Такою сировиною можуть бути вівсяні висівки та кунжут.

1.2 Вибір та характеристика хлібобулочних виробів для отримання оздоровчих харчових продуктів, біохімічний склад та дефіцитні нутрієнти.

Сировиною для виготовлення хліба є борошно пшеничне вищого сорту, цукор, маргарин, сіль кухонна, хлібопекарські дріжджі.

Енергетична цінність хлібу залежить від хімічного складу — вологості, вмісту білків, жирів, вуглеводів і ступеню засвоєння організмом цих складових. Чим менша вологість хліба і чим більше в його рецептурі міститься жиру і цукру, тим вища калорійність виробу. Хімічний склад пшеничного хлібу наведено у табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Хімічний склад пшеничного хлібу наведено у таблиці

Загальний вміст білків у продукті розраховують множенням вмісту загального азоту на коефіцієнт 5,7 — для пшениці, жита, вівса, ячменю і продуктів з них. Білкові речовини у хлібі складають від 5 до 9%, залежно від сорту борошна, з якого він виготовлений. При вживанні 300 г хліба забезпечується від 16 до 27% загальної добової потреби організму в білках. При цьому потреба в рослинних білках покривається на 45−50%. Співвідношення білків і вуглеводів у хлібі становить від 1:6 до 1:7[8].

Білки в організмі людини є головною складовою клітин всіх органів і тканин, вони виконують пластичну, каталітичну, гормональну, транспортну та інші функції. Рослинні та тваринні білки мають різну біологічну цінність, що пов`язно зі збалансованістю їх за амінокислотним складом.

Біологічна цінність білків хлібу за амінокислотним скором не дуже висока. Вміст незмінних амінокислот в білках хлібу представлено в табл.1.2.

Таблиця 1.2. Вміст незмінних амінокислот в білках хлібу

Вуглеводи є основною складовою хлібу. Вони становлять біля 80% сухих речовин виробів. Вуглевод хлібних виробів для організму людини є постачальником енергії та джерелом харчових волокон.

Головна частина вуглеводів, що застосовують організмом, у хлібі, представлена крохмалем, вміст якого в деяких виробах досягає 70−75% загальної кількості. Крохмаль хліба знаходиться у клейстеризованому стані. Це покращує його ферментативний розклад у шлунку і кишечнику та сприяє хорошому засвоєнню[9].

Ненасичені жирні кислоти використовуються організмом в основному як джерело енергії. У процесі харчування жири і вуглеводи частково замінюють один одного. Жири хліба представлені в основному ненасиченими жирними кислотами, фосфоліпідами, які відносять до біологічно активних сполук. Їх вміст у загальній кількості кислот складає приблизно 75%. Найбільшу функціональну ефективність мають омега — 3 жирні кислоти, до яких належить і лінолева — жирна кислота, що міститься у хлібі. Ці жирні кислоти беруть участь у широкому спектрі фізіологічних процесів в організмі. За останніми даними, добова потреба в лінолевій кислоті має бути 6−10 г, а мінімальна — 2−6 г[9].

Зміст вітаміну в хлібі залежить насамперед від вмісту його в борошні.

Вітаміни — це високоактивні сполуки, що не синтезуються в організмі, а якщо синтезуються, то в недостатній кількості і тому повинні надходити з продуктами харчування. На думку дієтологів, харчовій продукт вважається джерелом вітамінів, якщо він у спожитій за добу кількості покриває не менше 10% добової потреби у вітамінах. Вітаміни у хлібі надходять з борошно, дріжджами та іншими складовими рецептури. Пекарські дріжджі в порівнянні із зерном і борошном містять дуже значну кількість вітамінів В1, В2 і нікотинової кислоти[10].

Оскільки в зерні найбільша частина вітамінів міститься в алейроновому шарі та зародку, у сортовому борошні й виробах з нього їх вміст значно менший, ніж у виробах з борошна високих виходів. Зерно пшениці та жита, а отже і одержувана з них борошно, фактично позбавлені вітамінів А, С і D, і чим борошно біднішими висівками і частинками зародка, тим бідніше вона і вітамінами групи В і токоферолами. Тому природно, що білий хліб, що отримується з борошна низьких виходів, надзвичайно бідний вітамінами, в той час як хліб зі шпалерного борошна або борошна 100% виходу містить їх набагато більше[11].

Середній вміст вітамінів в хлібі з борошна різних сортів (в мг на 100 г продукту) представлено у табл.1.3

Таблиця 1.3. Вміст вітамінів в хлібі з борошна різних сортів

Досліджено зразки хліба і хлібобулочних виробів, виготовлених з борошна вищого сорту (вихід — до 15% - на пресованих дріжджах), хліб з борошна першого гатунку (вихід борошна — 10−45% - на рідких дріжджах), хліб з борошна другого сорту (вихід — 75−78% - на рідких дріжджах) і хліб зі шпалерного борошна (вихід — 97,5% - на заквасці).

При визначенні вмісту вітаміну В1 в цих виробах були отримані наступні результати (у мкг%):

· Булочні вироби з борошна вищого сорту 78

· Хліб з борошна першого сорту 155

· Хліб з борошна другого сорту 248

· Хліб зі шпалерного борошна 205

Ці цифри характеризують вміст у хлібі вільної його форми, тіаміну в зв’язаній формі в хлібі не виявлено.

Чим вищий сорт борошна, тим менше в ній периферичних частин зерна, тим бідніше вона вітамінами, в тому числі і вітаміном В1. Проте надзвичайно важливо крім сорту борошна враховувати її вихід, бо за сучасних системах помелу борошно одного і того ж сорту може бути взята з різних частин зерна і випущена з різним виходом. У результаті борошно з однієї і тієї ж пшениці, одного і того ж сорту, але при різних способах помелу буде містити різну кількість тіаміну. Аналогічна залежність відноситься і до хліба.

Крім вмісту вітамінів у вихідній сировині (борошно, дріжджі, закваска) дуже важливим фактором, від якого залежить кінцевий вміст того чи іншого вітаміну в хлібі, є його руйнування в умовах випічки. Найбільш досліджені термолабільність вітаміну В1 і його втрати, що відбуваються в процесі випічки. Дані дослідів показують, що втрати цього вітаміну при випічці пшеничного хліба порівняно невеликі, але можуть в значній мірі коливатися (8−30%) — тут вирішальним фактором виявляється тривалість випічки хліба.

Вітамін В1 легко руйнується при нагріванні його в лужному середовищі. Тому в хлібі, приготованому на пресованих або рідких дріжджах, в якому рН зазвичай коливається близько 5,7, відбувається невелике його руйнування, але в борошняних виробах, що готуються на хімічних лужних розпушувачі - соді і вуглекислому аммонійці, велика частина вітаміну В1 руйнується. У цьому випадку збереження вітаміну В1 залежить майже виключно від рН.

Втрата вітамінів, особливо рибофлавіну, встановлена поряд авторів у процесі зберігання хліба. У дослідах, проведених Бердсоллом і Теплай, булки вагою приблизно 284 г, приготовлені з тіста, збагаченого вітаміном, негайно після виїмки їх з печі та охолодження упаковували в алюмінієву фольгу, або вощений папір, або целофан із застосуванням гарячої заклеювання і зберігали протягом 14 днів при температурі 23−25 градусів при штучному освітленні. Протягом перших семи днів зберігання встановлені великі втрати рибофлавіну у хліба, упакованого в вощений папір або целофан, і значно менші втрати у хліба в алюмінієвій фользі. У всіх випадках спостерігалися невеликі втрати вологості. Булки, упаковані у фольгу, крім того, краще зберігали початковий аромат і структуру м’якушки. Булки, що зберігалися в целофані, після семи днів набували неприємний запах.

Отже, щоб хліб міг служити достатнім джерелом зазначених вітамінів групи В, він повинен бути ними збагачений. Це в першу чергу відноситься до рибофлавіну, що міститься в дуже малих кількостях навіть у хлібі зі шпалерного борошна. Що стосується хліба з борошна першого або вищого сорту, то він потребує збагачення тіаміном, рибофлавіном і нікотиновою кислотою[13].

Хліб як джерело мінеральних речовин. Питання про роль мінеральних речовин зерна, борошна та хліба в постачанні людського організму цими речовинами, також як і питання про білковому і вітамінному складі хліба, набуває особливої гостроти і актуальності при підвищеному споживанні хліба і порівняно великій дозі зернових продуктів у дієті.

Вміст мінеральних речовин в борошні та хлібі найбільш високо в борошні з цілісного зерна і приготованому з неї хліб, а найбільш низько в борошні вищого сорту і відповідному хлібі.

При дослідженні мінерального складу пшениці, борошна та хліба, цілком очевидно, що зміст усіх макро-і мікроелементів у процесі помелу істотно зменшується. Що ж стосується хліба, то підвищений вміст мінеральних речовин слід пояснити збагаченням його за рахунок додаткових інгредієнтів, що вносяться в тісто в процесі замісу.

Таким чином, якщо з точки зору борошномели низький вміст у борошні мінеральних речовин — ознака борошна вищого або першого гатунку, то з точки зору харчової промисловості це ознака менш повноцінного продукту.

З точки зору фізіології харчування найбільше значення серед мінеральних компонентів зерна мають кальцій, а також фосфор і залізо, засвоюваність яких значною мірою знижується через утворення нерозчинних солей фітіновой кислоти.

У табл.1.4. наведено дані, що характеризують покриття добової потреби людини в окремих мінеральних речовинах при споживанні 500 г хліба [13]:

Таблиця 1.4. Покриття добової потреби людини в окремих мінеральних речовинах при споживанні 500 г хліба

При цьому звертає на себе увагу недостатність хліба з будь-якого борошна в кальції і разом з тим значний вміст в хлібі фосфору і особливо заліза[14].

Особливе значення для розуміння ролі мінеральних речовин зерна в харчуванні людини має питання про співвідношення кальцію і фосфору. Недостатнє постачання кальцієм дорослого людського організму, і особливо дитячого, призводить, як відомо, до небажаних наслідків, що виражається в недостатньому відкладення кальцієвих солей у кістках. Найкраща форма кальцію, особливо легко засвоюється людським організмом, — це кальцій молока та різних молочних продуктів. У молоці співвідношення фосфорної кислоти і кальцію 3:2, що є майже оптимальним, в той час як в хлібі це співвідношення приблизно 7:1[15].

Хімічний склад хлібобулочних виробів залежить в основному від сорту борошна, з якого вони виготовлені, й рецептури.

Основною складовою хліба є вуглеводи. їх вміст складає від 40% у хлібі житньому з обойного борошна, до 70% у сухарях. Це крохмаль і продукти його гідролізу — декстрини: оліго-, ахроі еретродекстрини; моносахариди — глюкоза, фруктоза, пентоза, арабіноза, ксилоза, галактоза: дисахариди — сахароза, мальтоза, лактоза (у разі вмісту у хлібі молочних продуктів). Серед вуглеводів є нерозчинні полісахариди: целюлоза, геміцелюлоза, клітковина, пектини, пентозани. 1 г вуглеводів забезпечує 3,75 ккал або 15,70 кДж енергії.

Білкових речовин у хлібі від 6,5 до 11%. Вони представлені власне білками, а також продуктами гідролізу білків — поліпептидами, пептидами, амідами, амінокислотами. Серед амінокислот є всі незамінні амінокислоти, що не синтезуються в організмі людини: валін, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, треонін, триптофан, фенілаланін. 1 г білку забезпечує 16,7 кДж або 4,0 ккал енергії.

До хімічного складу хліба входять органічні кислоти. Це в основному молочна, оцтова, винна, яблучна, щавлева, мурашина. Загальний вміст органічних кислот у різних виробах становить 0,3−1,3%.

Хліб містить такі біологічно активні речовини, як вітаміни і мінеральні речовини. Вони виконують різнобічні функції в організмі та забезпечують його життєздатність. Вміст мінеральних сполук складає від 1,2 до 2,5%.

З макроелементів це Na, К, Са, Mg, Р, S, Cl та інші. Багатий склад мікроелементів — Fe, J2, Co, Mn, Mo, F, Cr, Zn та інші.

До складу хліба входить комплекс життєво необхідних вітамінів групи В — тіамін (В,), рибофлавін (В2), а також нікотинова кислота (РР), токоферол (Е) та інші.

Хлібні вироби містять 0,6−1,2% жирів, внесених з борошном. Вони пред-ставлені тригліцеридами, насиченими і ненасиченими жирними кислотами. Деякі види хліба, а також булочні, здобні, бубличні, сухарні вироби містять значно більше жирів (від 3 до 15%, інколи більше) внаслідок внесення їх у процесі приготування тіста. Один грам жирів забезпечує 87,7 кДж або 9,0 ккал енергії.

Окрім вказаних хімічних складових хліб містить комплекс хімічних сполук, що утворюються в процесі бродіння тіста і під час його випікання. Це спирти, ефіри, альдегіди, кетони, меланоїдини тощо.

Хліб має високу харчову цінність. На відміну від багатьох інших продуктів, хлібні вироби здатні забезпечити організм людини значною кількістю енергії та майже всіма життєво необхідними речовинами: білками, вуглеводами, вітамінами, мінеральними речовинами, а булочні та здобні вироби ще й жирами.

Харчова цінність хліба залежить від виду і сорту борошна, рецептурних добавок і вологості виробу. Так, енергетична цінність здобних виробів значно вища, ніж хліба з того ж сорту борошна, що обумовлене вмістом у їх рецептурі цукру, жирів, яєць і значно меншою вологістю, ніж вологість хліба. Порівняно з виробами із пшеничного борошна житній хліб вигідно відрізняється за вмістом незамінних амінокислот, мінеральних речовин, вітамінів. Тому він, маючи нижчу, ніж пшеничний хліб, енергетичну цінність, має вищу біологічну цінність, тобто краще забезпечує організм людини необхідними речовинами.

При добовій потребі людини в енергії 2850 ккал при споживанні 350 г хлібних виробів (250 г хліба Дарницького і 100 г батонів нарізних) організм одержує біля ЗО % загальної калорійності раціону харчування, забезпечується 28% добової потреби в білках, біля 40% — у вуглеводах, 31% - у вітаміні В, 48% — у залізі.

У країнах із високорозвиненою економікою і високою культурою харчування хліба вживають значно менше за рахунок збагачення раціону м’ясними, мо-лочними продуктами, овочами і фруктами Наприклад, у Великій Британії вживають хлібних виробів 48,4 кг на рік, у Німеччині — 83 кг, в Японії — 32 кг, у США — 33,6 кг, у Канаді — 33,5 кг, тоді як в Україні — 128−146 кг.

Хліб добре засвоюється організмом. Це пояснюється тим, що він має роз-пушену еластичну м’якушку, в якій білки оптимально денатуровані, крохмаль клейстеризований, цукри розчинені, жири емульсовані, оболонки розм’якшені. Такий стан складових хліба робить їх легкодоступними для дії ферментів шлунковокишкового тракту. Приємний смак і аромат хліба сприяють виділенню в організмі травних соків, збуджують апетит.

Хімічний склад хліба, його смак, запах, стан білків і вуглеводів, що утворюють його структуру, наявність у ньому біологічно активних речовин — вітамінів, мінеральних речовин надають йому високої фізіологічної цінності. Під фізіологічною цінністю продукту розуміють вплив його складових на різні системи життєдіяльності організму: імунну, серцевосудинну, травну тощо.

І все ж, незважаючи на досить високу харчову цінність, згідно сучасних вимог науки про харчування, хлібні вироби потребують покращання свого складу. У хлібі не оптимальне співвідношення білків і вуглеводів, кальцію і фосфору, недостатній вміст таких незамінних амінокислот, як лізин, метіонін, триптофан. Вважається доцільним збагачення хлібних виробів вітамінами групи В, PР, харчовими волокнами, мікроелементами — йодом, залізом, кальцієм, іншими біологічно активними речовинами. Найбільше незбалансована за хімічним складом продукція із борошна вищого сорту, булочні та здобні вироби[5,15].

Підвищення харчової цінності виробів здійснюють шляхом включення до їх рецептури сировини, багатої на білки, вітаміни, мінеральні речовини, а також внесення біологічно активних харчових добавок. Це можуть бути молочні продукти, продукти із сої, зародки злакових, вітамінно-мінеральні премікси тощо. Провівши детальний інформаційний аналіз хімічного складу хлібних виробів нами зроблено висновки про доцільність їх збагачення функціональними інгредієнтми, для збалансуванні існуючих співвідношень харчових речовин і фортифікацією новими бАР.

1.3 Вибір фунціональних інгрідієнтів для збагачення хлібних виробів Характеристика біохімічного складу функціональних інгрідієнтів, аналіз біологічного впливу їх компонентів на життєдіяльність людини Функціональними інгредієнтами в напряму досягнення мети курсового проекта нами обрано вівсяні висівки і насіння кунжуту.

Вівсяні висівки — це вторинний продукт, що утворюється при помелі вівса. Вони складаються з частин зерна, що видаляються за спеціальною технологією для отримання борошна належної якості. До них відносяться оболонка (насіннєва шкірка), алейроновийшар (залишок живих клітин зерна), частинки зернового зародка і ендосперму.

Як посівна культура овес відомий з доісторичних часів. Його батьківщиною вважаються території Китаю і Монголії. У Росії овес обробляють приблизно з 7 — го століття н.е., а в сучасному землеробстві він є однією з основних культур.

Наприкінці 20 -го століття американські фахівці звернули увагу, що із зерен вівса в висівки — відходи, призначені для корму худоби — переходить переважна маса біологічно активних компонентів, а в борошні практично нічого не залишається.

Цінні властивості висівок, зокрема вівсяних, були відомі ще Гіппократові. Основоположник античної медицини рекомендував їх для очищення шлунку і нормалізації діяльності кишечника. У наші дні завдяки науковим дослідженням визначено весь склад входять до вівсяні висівки речовин, і пояснено вплив кожного інгредієнта на людський організм.

Основна перевага вівсяних висівок в тому, що частина клітковини (грубих харчових волокон) представлена?? в особливій, легкорозчинній формі. Це є принциповою відмінністю від висівок інших злаків — пшеничних, житніх і пр.

Зростаюча популярність вівсяних висівок викликала великий попит на них, але слід розрізняти кормові та харчові (дієтичні) висівки, виготовлені за спеціальними технологіями з елітного вівса. І неодмінно звертати увагу при покупці на колір, запах, наявність сторонніх домішок або цвілі. Зберігаються висівки в закритих ємностях в холодильнику протягом року.

Високий вміст (до 19%) клітковини, в т. ч. її водорозчинної форми в-глюкана, визначає благотворність впливу висівок. Потрапляючи в кишечник, в — глюкан пов’язує жирні кислоти, тим самим майже на третину знижуючи рівень холестерину і попереджаючи виникнення атеросклерозу.

Грубі волокна, що не переварюючись, немов щітка проходять по кишковому тракту, очищаючи його від скупчився вмісту і позбавляючи від запору. При цьому відбувається детоксикація організму, активне виведення токсинів і шлаків. Поліпшуються обмінні процеси, зменшується ризик раку товстого кишечника. Висівки широко застосовують в гастроентерології та дієтології, тому що вони нормалізують роботу жовчного міхура, кишечника, печінки, підшлункової залози.

Клітковина є стимулятором для мікрофлори кишечника, яка починає посилено синтезувати вітаміни групи В, що відповідають за енергетичний обмін, повноцінне функціонування нервової та імунної систем, діяльність мозку, стан шкіри. Дефіцит вітамінів цієї групи дуже часте явище, тому що його причиною є куріння, пристрасть до солодкого, алкоголю, кави. Вживання вівсяних висівок відновлює і підтримує необхідний баланс вітамінів в організмі.

У вівсяних висівках велику кількість (до 17%) входять білки з збалансованим склдом амінокислот. Високий вміст лізину, незамінної амінокислоти, характерно тільки для цього виду висівок. Лізин необхідний для профілактики атеросклерозу та остеопорозу, хорошої роботи імунної системи, для зростання кісткових і сполучних тканин, вироблення колагену, ферментів, гормонів і антитіл. У нестачі лізину часто криється причина млявості та швидкої втомлюваності[16,17] .

Для покращення органолептичних властивостей батону та його харчової цінності вирішено використовувати насіння кунжуту.

Кунжутне насіння містить жирну олію (60%), до складу якої входять гліцериди олеїнової, пальмітинової, стеаринової, арахісової та лігноцеринової кислот; фітостерин, флороформ, сезамом, сезамолін, вітамін Е, самол.

Кунжутна олія може очищати легені і покращувати зір; застосовується при лікуванні серцевих і легеневих захворюваннях, при задишці, астенії, сухому кашлі; сприятливо впливає на здоров’я при порушенні ліпідного обміну, запальних і дегенеративних захворюваннях суглобів; активно використовуються для профілактики остеопорозу. Цей цінний дієтичний продукт допомогає при виснаженні організму, недокрів'ї, при лікуванні підшлункової та щитовидної залоз, печінки, жовчного міхура, при підвищенній кислотності шлункового соку, при екземі та псоріазі. До того ж кунжутна олія виводить з організму отрути, перешкоджає утворенню тромбів.

Лише кунжутна олія, як ніяка інша, на 100% засвоюється організмом. Вміст в кунжуті та в кунжутній олії антиоксидантів робить їх сильним профілактичним і лікувальним засобом у боротьбі з онкологічними захворюваннями та передчасним старінням. А поліненавичені жири, що входять до складу кунжутної олії, сприяють зниженню рівня «поганого холестерину» в крові.

Крім мінералів і вітамінів, олія з кунжуту містить і інші корисні речовини і кислоти: сезамін, фітостерини, сезамолін, гліцериди лінолевої, олеїнової, пальмітинової, арахідонової, лігноцеринової і стеаринової кислот. Зазначені кислоти не виробляються організмом, але є обов’язковими для підтримки нормальної життєдіяльності. Насіння кунжуту містить велику кількість кальцію. Добова потреба в ньому для людини складає 1000 мг.

Насіння кунжуту, особливо якщо їх обсмажити, відрізняються дуже насиченим смаком. Вони містять білки, корисні жири, фосфор, вітаміни, А і Е. Кунжутні насіння використовуються не тільки в випічці, але і додаються в інші страви — салати, солодощі і т. д[18,19].

1.4. Наукове обґрунтування рецептури оздоровчого харчового продукту Наукова стратегія і практика збагачення харчових продуктів мікронутрієнтами ґрунтується на принципах, сформульованих у матеріалах комісії Codex Alimentarius ВООЗ [20]:

1. Збагачувати вітамінами і мінеральними речовинами необхідно насамперед продукти масового споживання, які для всіх груп дитячого і дорослого населення і регулярно використовуються в щоденному харчуванні.

2. Регламентований, тобто гарантований виробником вміст вітамінів і мінеральних речовин у збагаченому ним продукті харчування, повинен бути достатнім для задоволення за рахунок даного продукту 30−50% середньої добової потреб в цих мікронутрієнтах за середнього рівня споживання збагаченого продукту.

3. Збагачення харчових продуктів вітамінами і мінеральними речовинами не повинно погіршувати споживних властивостей цих продуктів: зменшувати вміст і засвоюваність інших речовин, суттєво змінювати смак, аромат, свіжість продуктів, скорочувати строк їх зберігання.

Проаналізувавши вищенаведене ми можемо представити класичну рецептуру хлібу пшеничного в табл. 1.5 [21]:

Таблиця 1.5. Класична рецептура хлібу пшеничного

Для отримання функціонального продукту профілактичного призначення було вирішено додавати вівсяні висівки та насіння кунжуту. За даними літератури, для збагачення хлібу пшеничного замінюють 20% борошна на висівки.

Нами запропоновано рецептура нового збагаченого хліба до складу якого увішдо додатково до основної рецептури вівсяні витяжки. Насіння кунжуту додається після випікання и вигляді глянцевої присипки.

Рецептуру хлібу, що містить функціональні інгредієнти, наведено в табл.1.6.

Таблиця 1.6. Рецептура збагаченого хліба

1.5 Розрахунок харчової та біологічної цінності традиційного хліба пшеничного і збагаченого функціональнимми інгредієнтами Основною сировиною для виготовлення продукту є пшеничне борошно, дріжджі пресовані хлібопекарські, маргарин столовий, сіль та цукор. В табл. 1.7, 1.8, 1.9 представлено вихідні дані для розрахунку харчової та біологічної цінності традиційного і збагаченого продукту оздоровчої дії.

Таблиця 1.7. Вміст харчових речовин в сировині для виготовлення хліба пшеничного

Таблиця 1.8. Вміст мінеральних речовин в сировині для виготовлення хліба пшеничного

Таблиця 1.9. Вміст вітаминів в сировині для виготовлення хліба пшеничного.

Розрахунок харчової цінності, вітамінного та мінерального складу хліба пшеничного здійснювали за формулами матеріального балансу (форм.1.1).

На основі отриманих розрахункових даних обраховували інтегральний скор, що є формулою харчової цінності (форм.1.2).

Результати розрахунків наведено у табл. 1.10. 1.11,1.12, 1.13

(1.1)

(%) — сумарна масова частка складової харчової цінності у продукті, Хі - масова частка і-го інгредієнту продукту за рецептурою, %, Si — масова частка складової харчової цінності у і-му інгредієнті. %,

Іs = Бпрод · 100 / Бдоб (1.2)

Бпрод — показник харчової цінності комбінованого продукту, Бдоб — добова потреба відповідної категорії споживача в показнику харчової цінності[20, 22,23].

Таблиця 1.10. Харчова цінність хліба пшеничного

Таблиця 1.11. Вітамінний та мінеральний склад хліба пшеничного за зразком класичною рецептурою

Таблиця 1.12.Розрахунок інтегрального скору харчової цінності хліба пшеничного

Таблиця 1.13. Співвідношення Б: Ж:В в хлібі пшеничному

За формулою інтегрального скору ступінь забезпечення добової потреби в макрота мікронутрієнтах людей похилого віку за рахунок споживання 100 г хліба пшеничного становить: білки-11,5%, жири- 4,41%, вуглеводи-19,13%, максимальний ступінь забезпечення серед мінеральних речовин: Fe- 8.03% та P-5.06%, а серед вітамінів В1−11,93%. Відповідність співвідношення між білками, жирами та вуглеводами хліба пшеничного — 1:0,29:5,82

Отримані дані свідчать про незбалансованість хліба пшеничного щодо основних харчових речовин та нутрієнтів.

Розрахунок біологічної цінності білка хліба пшеничного Розрахунки наведено в табл. 1.14.

Таблиця 1.14. Характеристика амінокислотного складу хліба пшеничного

Проіведені розрахунки засвідчують наявність лімітування за метіоніном та лізином, їх скор є мінімальним. Коефіцієнт утилітарності, тобто на скільки засвоюються амінокислоти організмом, дорівнює 0,52. Коефіцієнт надлишковості дорівнює 33,29.

Основу мого продукту хлібу пшеничного складає пшеничне борошно. Ця злакова культура дефіцитна за трьома незамінними амінокислотами — треонін, валін, триптофан. Цей дефіцит можна скасувати за рахунок додавання до базового продукту такі інгрідієнти, як вівсяні висівки та насіння кунжуту.

Таблиця 1.15. Характеристика амінокислотного складу вівсяних висівок

Таблиця 1.16. Характеристика амінокислотного складу насіння кунжуту

Таблиця1.17. Визначення оптимального співвідношення масових часток білкової комбінації

Після того як ми оцінили амінокислотний склад базового продукту харчування і визначали наявність дисбалансу амінокислотного профілю ми проаналізували два функціональних інгредієнти — вівсяні висівки та насіння кунжуту, при комбінуванні яких з базовим продуктом ми досягли збалансованості амінокислотного складу. За комбінацією під номером 7 в якій компоненти нестимуть найбільшу користь, ми отримали таку рецептуру: хлеб-70%, вівсяні висівки — 25% та насіння кунжуту — 2%, з розрахунку коефіцієнтів утилітарності та надлишковості (орієнтуючись на те, що коефіцієнт утилітарності має зростати, а коефіцієнт надлишковості зменшуватись) ці компоненти виявились найбільш оптимальними за результатами розрахунків. У порівнянням з базовим продуктом Cmin збільшився з 0,42 до 0,49; коефіцієнт утилітарності збільшився з 0,52 до 0,58; коефіцієнт надлишковості зменшився з 33,18 до 26,12. Проведені розрахунки та обранні компоненти у відповідному співвідношенні дали змогу збалансувати продукт.

Висновки Аналіз проведених сучасних способів технологічних процесів виробництва хлібобулочних виробів показав, що збагачення хлібу пшеничного вівсяними висівками та насінням кунжуту є обґрунтованим та перспективним напрямом створення функціонального продукту.

Виробництво хлібу з додаванням насіння кунжуту і вівсяними висівками, які містять в своєму складі багатий комплекс вітамінів, в основному вітаміни групи В, вітамін Е, РР, клітковину, макроі мікроелементи, в тому числі кальцій, залізо, калій, магній, а також поліненасичені жирні кислоти, що забезпечує добову потребу організму людини в цих елементах.

Розрахувавши харчову та біологічну цінність традиційного та збагаченого харчового продукту ми досягли збалансованості амінокислотного складу. Підібрали таку рецептуру, в якій компоненти нестимуть найбільшу користь для організму людини.

Запропонований нами хліб містять більшу кількість вітамінів та мінеральних елементів. Енергетична цінність хлібу, в порівнянні із традиційними, зросла.

Такі технології може бути реалізована на будь-якому хлібобулочному комбінаті без значної реконструкції виробництва і капіталовкладень.

РОЗДІЛ 2. ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ОТРИМАННЯ ОЗДОРОВЧИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

2.1 Технологія підготовки функціональних інгредієнтів, обраних для збагачення батону Для збагачення хлібу пшеничного було обрано вівсяні висівки, насіння кунжуту. Підготовка вівсяних висівок та насіння кунжуту зображена на рис. 2.1.

Зерно вівса із зберігання надходить автотранспортом в накопичувальний бункер та направляється у зерноочисне відділення для очищення від грубих домішок (каміння, піску, зерен інших видів рослин та ін.). Потім все зерно піддають однократному пропуску через повітряний сепаратор в якому відділяють легкі домішки (солому, сміття та ін.). Після очистки на повітряно-ситовому сепараторі зерно розділяють на дві фракції по розміру. Кожну фракцію прапарюють в шнекових пропарювачах безперервної дії при тиску пари 0,05−0,1 МПа протягом 5 хвилин. Зерно пропарюють для кращого відділення зовнішніх оболонок. Далі зерно сушать і охолоджують в охолоджуючих колонках. Сушку вівса проводять до волологості 17%. Лущення вівса здійснюють пофракційно в лущильних поставах або відцентрових чистильниках (велика фракція — сито з отвором 2,2 мм, дрібна — 1,8 мм.). Очищене від оболонок зерно направляється на виробництво вівсяної крупи. Під час лущення відділяються висівки, які направляються на обробку. Висівки висушують до вологості 14%, додатково очищують від домішок, просіюють на ситі з отворами 1,2 мм діаметром, фасують, упаковують у тару та направляють на реалізацію[24,25].

Рис. 2.1. Принципово-технологічна схема підготовки висівок вівса для використання у виробництві

Послідовність виконання операцій підготовки насіння кунжуту представлено на рис 2.2.

Насіння кунжуту очищають від домішок (металу, каміння, сміття та ін.). Кунжут калібрують по размірах, просіюючи його на ситах різного діаметру (1,2 — 1,8 мм.). Дальше насіння направляється у ванну для миття, де очищається від бруду. Після миття насіння кунжуту підсушується і направляється на безпосереднє сушіння. Температура сушіння дорівнює 35−45°С до вологості 14%. Насіння охолоджують до температури 18−20°С, фасують і упаковують в читі, сухі мішки, які не мають посторонніх запахів та направляють на реалізацію[26].