Добавки повышающие пищевую ценность хлебобулочных изделий

Под пищевой ценностью пищевых продуктов, в частности хлеба, понимают комплекс свойств, обеспечивающих физиологические потребности человека в энергии и основных пищевых веществах.
Для оценки пищевой ценности хлебобулочных изделий, суточной потребности в пищевых веществах и энергии для различных групп населения требуется отдельное согласование между органами здравоохранения, гигиенистами и специалистами отрасли. Это связано с тем, что в Санитарных правилах и нормах и в Методических рекомендациях по определению потребительской корзины населения РФ наблюдается некоторое несоответствие состава «усредненного» хлеба (табл. 1.1).

Пищевая ценность хлеба зависит от сорта и части зерна, из которой подучают муку, а также от способа получения муки и сочетания ее с другими продуктами. Содержание биологически ценных компонентов (белка, витаминов) в различных частях зерна приведено в таблицe 1.2.

Переработка зерна пшеницы и ржи в муку сопровождается неизбежными потерями микронутриентов — витаминов, минеральных веществ, удаляемых вместе с оболочкой зерна. Приготовление из муки хлебобулочных и мучных кондитерских изделий увеличивает потерю этих важных биологически активных веществ (рис. 1.2).

Как видно из рис. 1.2, максимальные потери витаминов во шикают при помоле зерна пшеницы в муку высшего сорта и составляют для тиамина (B1) 63%, ниацина (PP) — 78, пиридоксина (В6) — 70, фолиевой кислоты — 33 %.
Изделия из муки высоких выходов богаче витаминами, чем продукция из муки высшего copтa. Так, 100 г хлеба из ржаной муки, смеси ржаной и пшеничной муки, пшеничной муки 2-го сорта обеспечивают организм человека тиамином на 9,3—11 %, ниацином — до 15 % суточной потребности, а из пшеничной муки высшего сорта — всего на 6—7 %. Массовая доля рибофлавина в 100 г хлеба из любой муки составляет 3,6—5,0% суточной потребности (табл. 1.3).

Пищевая ценность изделий оценивается по их биологической и энергетической ценности.
Для характеристики качества белка, входящего и состав пищевого продукта и отражающего степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка, служит показатель биологической ценности.
Всемирной организацией здравоохранения (ФАО/ВОЗ) введены понятия «идеальный» белок, содержащий все незаменимые аминокислоты в определенном соотношении (мг/1 г белка): изолейцин — 40; лейцин — 70; лизин — 55; метионин + цистин — 35; фенилаланин + тирозин — 60; триптофан — 10; треонин — 40; палин — 50 и аминокислотный скор (A3).
Аминокислотный скор (%)

Из рассчитанных значений аминокислотных скоров выбирают Аmin — минимальный скор; далее рассчитывают коэффициент различия аминокислотного скора КРАС (%), который показывает, насколько хорошо сбалансирован состав незаменимых аминокислот в данном белке:

Для характеристики степени усвоения белка рассчитывают его биологическую ценность (%):

Чем меньше КРАС, тем выше БЦ и тем лучше усваивается белок организмом.
Например, лимитирующие аминокислоты пшеничной муки первого сорта — лизин и треонин, а чечевичной — метионин + цистин (табл. 1.4).

Так как в пшеничной муке первого сорта и в чечевичной лимитирующими являются разные аминокислоты, то для повышения биологической ценности белка целесообразно составлять комбинации на их основе.
Расчет показывает, что при введении в рецептуру изделий из пшеничной муки первого сорта чечевичной муки (21% к массе пшеничной) — хлеб «Бобовое зернышко» скор по лимитирующим аминокислотам улучшается:

Таким образом, комбинирование белка пшеничной и чечевичной муки позволяет снизить значение КРАС и повысить биологическую ценность на 14,9%.
Биологическая ценность хлеба зависит от вида, сорта и выхода муки. Чем выше сорт и ниже выход муки, тем ниже содержание в ней белка.
Исходя из концепции сбалансированного питания, в хлебе соотношение основных пищевых веществ — белков и углеводов — не сбалансировано и составляет 1 : (6—7), рекомендуемое соотношение — 1:4. Кроме того, в зерне злаков незаменимые аминокислоты, лимитирующие качество белка, — лизин, треонин, триптофан и метионин — составляют дефицит. Аминокислотный скор по лизину у ржаной муки выше, чем у пшеничной. По требованиям нутрициологии (науки о питании) полноценные пищевые белки должны содержать около 36 % незаменимых аминокислот. Для повышения биологической ценности хлебобулочных изделий необходимо повысить содержание белка путем введения в тесто компонентов с улучшенным составом по наиболее дефицитным аминокислотам — лизину и треонину.
Таким образом, основными задачами повышения биологической ценности хлебобулочных изделий являются:
повышение массовой доли наиболее лимитированных аминокислот в муке — лизина и треонина;
применение белоксодержащих обогатителей, отвечающих требованиям пищевой безопасности.
Для оценки количества энергии (кДж), высвобождаемой в организме человека из пищевых веществ продуктов питания для обеспечения его физиологических функций, используют такой показатель, как энергетическая ценность.
Для расчета энергетической ценности продукта (кДж) пользуются эмпирической формулой

Пищевую ценность рассчитывают обычно в г на 100 г продукта.
Для оценки вклада того или иного пищевого вещества в удовлетворение суточной потребности человека рекомендуется пользоваться «Нормами физиологической потребности в пищевых веществах и энергии».
Суточная потребность в энергии для условного «среднего» взрослого, занятого легким физическим трудом человека (18—29 лет) (ккал/кДж) составляет 2450/586, в том числе: в белках — 73 г, жирах — 83 г, усвояемых углеводах — 365 г, в том числе моно-и дисахаридах — 50—100 г, минеральных веществах (мг): Fe — 14, I — 0,15, Ca — 800, Mg 400, P — 1200, Zn — 15; витаминах: А (ретиноловый эквивалент) — 900 м к г; тиамине (В1) — 1,3 мг; рибофлавине (B2) — 1,5 мг; пиридоксине (B6) — 1,9; пантотеновой кислоте (B3) — 7,5 мг; фолацине (B9) — 200 мкг; кобаламиyе (B12) — 3 мкг; аскорбиновой кислоте (С) — 7 мг; D — 2,5 мкг; токофероле (E), токофероловый эквивалент — 9 мг; ниацине (РР), ниациновый эквивалент — 16 мг.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что роль хлебобулочных изделий в удовлетворении потребностей взрослого человека в указанных витаминах весьма существенна. Так. она покрывается в витамине B1 на 54,3 %: B2 — 18,7; B3 — 25,1: В6 — 38,8; B9 — 37,0; E — 76,1; PP — 47,7 % и т. д. Степень удовлетворении потребности в витамине B2 низкая. В связи с этим при обогащении изделий витаминами необходимо учитывать в них долю рибофлавина.
В табл. 1.5 приведен состав основных пищевых веществ для различных групп хлебобулочных изделий.

На долю углеводов приходится 60—70 % пищевого рациона. Из них около 52—66% потребляется с зерновыми продуктами. Углеводы как эссенциальные компоненты не только определяют основной энергетический гомеостаз организма, но необходимы для биосинтеза многих углеродсодержащих полимеров.
Среди полисахаридов (крахмал, декстрины, гликогены) наибольшее значение в питании человека имеет крахмал растительных продуктов. Среднее содержание крахмала во ржи и пшенице составляет 60—75 %.
Хлебобулочные изделия из пшеничной хлебопекарной муки высшего и первого сортов перегружены легкоусвояемыми углеводами. Для снижения энергетической ценности таких изделий в их состав вводят структурные полисахариды растительных клеток (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества), лигнин. Наличие пищевых волокон в хлебе важно для больных, страдающих ожирением. Повышенная сорбционная способность волокон снижает содержание в пищеварительном тракте ионов свинца, кадмия и др.
В 100 г ржаного хлеба содержится около 5 % пищевых волокон, а в пшеничном из хлебопекарной муки высшего copra в 2 раза меньше. В хлебе, приготовленном из смолотого пшеничного зерна без отбора отрубей, содержится свыше 8,5 % пищевых волокон (табл. 1.6). С хлебом человек потребляет не более 10 г пищевых волокон. Повседневный рацион человека должен содержать около 25—40 г пищевых волокон, но не превышать 60 г в день.

Хлеб из муки высоких выходов почти полностью удовлетворяет потребность организма человека в пищевых волокнах и рекомендуется людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями. Изделия с повышенным содержанием пищевых волокон рекомендуются также при атонии кишечника, ожирении, сахарном диабете, для профилактики этих заболеваний у населения в регионах с неблагополучными экологическими условиями проживания.
Пищевая ценность хлеба определяется не только его энергетической ценностью, но и составом и усвояемостью минеральных веществ, роль которых в организме трудно переоценить. Они участвуют во всех физиологических и биохимических процессах — в создании живого белка, в построении костной ткани, в ферментативных и обменных процессах. «Пища, не содержащая минеральных солей, ведет к медленной голодной смерти», — писал в прошлом столетии русский гигиенист Ф. Ф. Эрисман.
Такие недуги и болезни современного человека, как потеря алцетита, похудание, сердечно-сосудистые, онкологические и другие заболевания, врачи связывают в большей степени с минеральным голоданием.
В состав минеральных веществ зерна хлебных злаков входят многие элементы, однако с точки зрения нишевой цепкости хлеба наибольшее значение имеют кальций, фосфор, магний и железо. Суточная потребность организма в кальции составляет 800—1000 мг; в фосфоре — 1000—1500; в магнии — 300—500; в железе — 15 мг. Следует учитывать, что потребность в них возрастает у женщин в период беременности и кормления детей грудным молоком, у детей и подростков — в период роста организма.
Хорошая усвояемость минеральных веществ, содержащихся в хлебе, зависит прежде всего от соотношения кальция, фосфора и магния. Дело в том, что от 60 до 80 % фосфора в зерне представлено в виде соединений фитиновой кислоты, которая не только не усваивается организмом, но и со многими минеральными веществами (в том числе с кальцием, магнием, железом) образует неусвояемые нерастворимые соединения. Если благоприятное для усвоения организмом соотношение кальция и фосфора в пище составляет от 1 : 1,5 до 1 : 2, то за счет связывания кальция это соотношение снижается у зерна ржи до 1 : 5, а у зерна пшеницы — до 1 : 7,5.
В среднем за счет хлеба суточная потребность в кальции удовлетворяется на 10—20 %, в фосфоре и железе — на 33—38 %. Наблюдается явная недостаточность кальция. Содержание минеральных веществ в хлебе зависит от вида зерна; copта и выхода муки; технологии приготовления хлеба; применения добавок; качества воды, используемой на замес те ста. Минеральная ценность ржаного хлеба выше, чем пшеничного, благодаря большему содержанию и лучшему соотношению в нем таких элементов, как кальций и железо.
Больше минеральных веществ содержится в хлебе из муки, смолотой из зерна без отбора отрубей и из муки высоких выходов Это связано с тем, что минеральный вещества сконцентрированы в основном в оболочке, алейроновом слое и зародыше зерна. При сортовом помоле эти части зерна удаляют. И все же хлеб из муки любых выхода и сорта нуждается в обогащении кальцием, а хлеб из пшеничной муки высшего сорта — и в обогащении железом. Например, в пшеничном хлебе из муки, смолотой из зерна без отбора отрубей, железа в 5 раз больше, чем в хлебе из муки высшего сорта. Фосфора в хлебе хотя и много, но значительная его часть находится в составе соединений фитиновой кислоты. Часть его высвобождается за счет действия фермента муки фитазы, гидролизующей фитиновую кислоту до фосфорных соединений.
Весьма полезен высокоминерализованный хлеб с добавлением отрубей (хлеб барвихинский и зерновой из пшеничной муки высшего сорта и дробленого пшеничного зерна с частицами размером до 2 мм).
Некоторые диетические сорта хлеба готовят с применением пшеничных отрубей (размер частиц 0,5—1,0 мм), которые содержат витамины группы В, токоферолы, минеральные вещества, в частности усвояемое железо.
Для того чтобы минеральные вещества, а также витамины и белки, содержащиеся в отрубях, лучше усваивались организмом человека, отруби необходимо дополнительно измельчать. Так. например, изделия, полученные из пшеничной муки, содержащей 20—25 % тонкоизмельченных отрубей, содержат в 2,6 раза больше железа, в 2,5 — кадия по сравнению с батонами и булками из муки высшего сорта.
Хлеб с зародышем зерна пшеницы полезен не только здоровым людям, но и как диетический продукт рекомендуется больным людям, страдающим атеросклерозом, пеллагрой и различными заболеваниями обмена веществ. Кроме питательных веществ зародыш зерна содержит фермент фитазу, способствующую сохранению минеральных веществ в доступном для организма виде,
Для обогащения хлеба кальцием используют различные добавки: пищевой мел (0,3—0,5 %), глюконат кальция, обогатитель минеральный «Кальциевый».
Наиболее эффективно добавление в тесто сухого обезжиренного молока, в котором кальций находится в наиболее легко усвояемой человеческим организмом форме. Кроме того, в тесто рекомендуется добавлять кислый фосфат кальция и молочную сыворотку.
Сухое обезжиренное молоко входит в рецептуру следующих изделий: в хлеб городской и белорусский, в булочки «Октябренок» и «Колобок» и др. Эффективность применения высокобелковых молочных продуктов заключается не только в улучшении аминокислотного состава изделий, но и в повышении доли кальция и витамина B2, при этом соотношение кальций : фосфор смещается в оптимальную для организма человека сторону.
Значительно повышает содержание минеральных веществ, а также белков и витаминов использование в хлебе 10—25 % от массы муки молочной сыворотки взамен части воды. Молочная сыворотка включена в рецептуру хлеба житного из муки ржаной обдирной, булки крестьянкой и булочки с молочной сывороткой, выпекаемых из муки первого сорта, и др.
Обогащение хлебобулочных изделий железом также актуально из-за участившихся случаев железодефицитной анемии, вызванной ухудшением экологической обстановки в стране. Повысить содержание железа в хлебе можно либо соответствующим изменением помола, либо добавлением солей, например 0,005 % от массы муки сульфата железа к муке высшего сорта. Для этих же целей НПО «РосбиотехМоби» (г, Обнинск) предложило добавку «Гемобин». Преимущества этой добавки состоят в том, что она получена из крови высших животных и содержит натуральное гемовое железо в той же форме, в которой оно входит в состав миоглобина и гемоглобина. Структура гема у человека и высших животных идентична. Созданная природой натуральная гемовая форма (Fe2+) и имеющиеся в организме человека физиолого-биохимические механизмы усвоения экзогенною и реутилизации эндогенного железа определяют высокую биологическую доступность (Fe2+) «Гемобина» (более 80 %), быстрый и выраженный противоанемический эффект.
Для повышения пищевой ценности хлеба также используют такие ингредиенты, как фосфатидные концентраты, солодовые ферментные препараты и солевые смеси. На хлебопекарных предприятиях при изготовлении хлеба из муки нормального или пониженного качества рекомендуется использовать солевые смеси, например хлорид натрия, обогащенный фторидом натрия и сульфатом железа.
Для профилактики эндемического зоба целесообразно обогащать хлеб иодом, используя химически чистый иод ид калия, или богатую иодом морскую капусту, или иодказеин. На основе препаратов иода разработаны следующие изделия: хлеб пшеничный с морской капустой, хлеб ржаной с морской капустой, хлеб селовецкий, хлеб Пшеничный иодированный и др.
Употребление изделий, обогащенных иодом, рекомендуется при заболеваниях щитовидной железы, сердечно-сосудистой системы, а также для профилактики этих заболеваний, особенно в пожилом возрасте.
Учитывая крайне неблагоприятные последствия дефицита микронутриентов для здоровья детей и взрослых, институт РАМН совместно с ЗАО «Валетек-продимпэкс» предложил для хлебопекарной промышленности ряд обогатителей, включающих витамины группы В, фолиевую кислоту, β-каротин, железо, иод: 0,2%-ный β-каротин в растительном масле; соль пищевую иодированную с содержанием иода 40±15 мкг/г; витаминно-минеральные обогатители «Валетек», представляющие смесь витаминов B1, В2, B6, PP, фолиевой кислоты, железа и кальция с пшеничной мукой, сахаром или крахмалом и обеспечивающие высокую стабильность витаминов в процессе производства и хранения хлебобулочных изделий. Потребление взрослым человеком 2 г обогатителей «Валетек» на 60—80 % удовлетворяет суточную потребность организма в витаминах группы В и на 40—50 % — в железе.
Вкус хлеба в большой степени зависит от качества воды, используемой при замесе теста, а также от содержания в ней минеральных солей. Известно, что дистиллированная и мягкая артезианская вода содержит мало солей. При обогащении хлеба минеральными веществами необходимо знать исходную жесткость воды, зависящую от содержания солей кальция и магния.
Минерализацию воды осуществляют добавлением чистых реагентов, соленой воды, электрообработкой. Наибольшее распространение получил метод, основанный на дозировании в воду концентрированных растворов солей или минерализующих добавок в виде таблеток. Промышленность выпускает стандартные наборы таких добавок для питьевой воды, включающие, например, карбонат кальция, хлорид и бикарбонат натрия и др. Их расход составляет 120—150 мг на 1 дм3 воды. Воду можно не только минерализовать, но придавать ей лечебные свойства, добавляя морскую соленую воду, предварительно очищенную и обеззараженную.
На основе всего вышеизложенного можно сделать вывод, что хлеб для организма человека является основным источником энергии, растительных белков, углеводов, удовлетворяет в некоторой степени потребность в кальции, магнии, железе, в витаминах группы В и PP, пищевых волокнах. Однако качество белка хлебобулочных изделий следует повышать путем включения в их рецептуру дополнительных компонентов, содержащих наиболее дефицитные аминокислоты — лизин и треонин, улучшать соотношение между минеральными веществами — кальцием и фосфором, кальцием и магнием, витаминизировать муку или полуфабрикаты, обогащать их растительными волокнами, содержащимися в продуктах переработки зернового сырья, во фруктовых или овощных порошках и др.
Учитывая роль хлеба в рационе питания населения России необходимо решать проблемы повышения его пищевой ценности. Основные направления повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий приведены ниже.
1. Комплексная переработка зерна, увеличение выхода муки с целью включения в ее состав алейронового слоя и зародыша зерна; использование отрубей при выработке хлеба из муки высших сортов; совершенствование технологии хлеба из муки, смолотой из зерна без отбора отрубей.
2. Увеличение массовой доли белка путем включения в рецептуру компонентов растительного или животного происхождения с повышенным по сравнению с мукой содержанием белка и наиболее дефицитных аминокислот — лизина и треонина.
3. Использование белков из нетрадиционного зернового, бобового и масличного сырья.
4. Повышение минеральной и витаминной ценности хлебобулочных изделий.
5. Обогащение хлеба растительными волокнами путем введения в рецептуру продуктов переработки традиционного промышленного сельскохозяйственного сырья — пшеничных отрубей, фруктовых или овощных порошков; использование резервов зерна — зародышевых хлопьев, биоактивированного зерна, отрубей, муки, полученной из зерна без отбора отрубей.
6. Применение биогенных продуктов — проростков зерна к ростков зерен — носителей микроэлементов, минеральных веществ, протеинов, ферментов, витаминов и пищевых волокон.
7. Применение ферментных препаратов, регулирующих биотехнологические процессы, модифицирующие нативные белки, углеводы, жиры, клетчатку и т. д.
8. Минерализация воды.
С учетом вышеуказанных мер повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий необходимо разрабатывать новые подходы к решению этой проблемы.