Пищевая     ценность    хлебобулочных    изделий  и  возможности   ее     повышения

Пищевая ценность хлеба, хлебобулочных и булочных изделий  - совокупность свойств, удовлетворяющих физиологические потребности индивида в энергии и необходимых веществах.

Энергетическая ценность – важнейший показатель пищевой ценности хлебобулочных изделий. Это способность продукта питания высвобождать при «сгорании» в человеческом организме определенное для данного продукта количество энергии. Энергетическая ценность главных питательных веществ: при окислении 1 г белков в организме выделяется в среднем 4,1 ккал, при окислении того же количества углеводов – 4,1 ккал, жиров – 9,3 ккал. Белки, углеводы и липиды (жиры) хлеба усваиваются не полностью. При расчете энергетической ценности хлебобулочных изделий необходимо учитывать коэффициент усвояемости, входящих в них нутриентов [13].

Для повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий принимаются следующие меры: регулировка химического состава хлеба благодаря использованию в производстве, помимо традиционного сырья, БАД – биологически-активных добавок, которые позволяют получать изделия для профилактического и лечебного питания и обладающими функциональными свойствами.

Для создания хлебобулочных изделий, имеющих повышенную пищевую ценность, необходимо совместно с использованием различного традиционного пекарского сырья, также применять сырье новых видов, БАД, которые позволяют изменять состав изделий в зависимости от вида продукции в конкретную сторону. Например, для увеличения количества пищевых волокон в изделиях вводят повышенное содержание отрубей, цельного зерна либо используют микрокристаллическую целлюлозу. Повысить содержание белка при этом уменьшить количество углевода – крахмала возможно путем добавления белоксодержащего сырья (изолятов и концентратов горохового, молочного, соевого или сывороточного белков).

В качестве биологически активных добавок используются как нутрицевтики, вещества которые позволяют изменять химический состав хлеба, оптимизировать пищевую ценность изделия, и парафармацевтики – вещества, при внесении которых, изделиям придаются диетические свойства: регулировка систем человеческого организма и активности отдельных его органов. [14].

Обогащение продуктов питания недостающими  микро и макронутриентами – серьезнейшее вмешательство в традиционную структуру питания человека. Потребность в таком вмешательстве обусловлена объективными причинами: изменение образа жизни, пищевой ценности и набора используемых пищевых продуктов, следовательно, его осуществление возможно только с применением проверенных практикой и научно-обоснованных принципов [15].

В наиболее широком смысле термин «обогащение»  (enrichment) означает добавление к пищевым продуктам различных эссенциальных нутриентов: микро - и макронутриентов, витаминов, фосфолипидов, пищевых волокон, полиненасыщенных жирных кислот, а также любых других биологически активных веществ, имеющих природное происхождение, - независимо от их количества, набора и цели вмешательства.

Другой термин «нутрификация» (nutrification) очень близок по значению к термину «обогащение», но в его расшифровке подчеркнута цель добавления эссенциальных веществ: увеличение пищевой ценности пищевых продуктов. В более узком смысле добавление эссенциальных веществ,  для восполнения их потерь в процессе использования, производства и хранения, означает «восстановление»  (restoration).

Из-за снижения энергетических затрат и сокращения общего объема употребляемой пищи среди населения возникает потребность перехода от устаревшего принципа возмещения потерь к специальному обогащению продуктов питания эссенциальными веществами до необходимого уровня, который превышает естественный уровень в данном продукте. Для обозначения данного процесса в зарубежных странах используется термин «усиление» или «фортификация» (fortification)[16].

Кроме вышеперечисленных следует также отметить понятие «стандартизация», означающее добавление эссенциальных веществ для выравнивания, приводящего к единому уровню содержания этих нутриентов в одной продукции, но в различных партиях и видах.

Все вышеупомянутые термины относятся к внедрению эссенциальных нутриентов в состав обогащаемого пищевого продукта. В свою очередь, термин «саплементация» имеет кардинальное отличие от ранее рассмотренных, заключающееся в дополнительном приеме микронутриентов с фармацевтическими препаратами: таблетками, капсулами, сиропами и т.д., - для достижения достаточного уровня их поступления с продуктами питания или другого положительного эффекта.

Чтобы добиться максимального эффекта от обогащения продуктов питания, всемирная организация здравоохранения предложила придерживаться следующих принципов и критерий.

Принципы обогащения:

- очевидность в потреблении пищевого вещества определенной или всеми группами населения;

- продукты питания, которые выбраны в качестве источника пищевых нутриентов, должны быть легкодоступны представителям, нуждающихся групп;

- объем добавляемого к продукту питания пищевого эссенциального вещества должно удовлетворять потребность в нем при регулярном приеме обычного количества данного продукта;

- количество добавляемого к продукту питания пищевого эссенциального вещества ни в коем случае не может оказывать негативного или токсического воздействия при употреблении обогащенного продукта питания даже в большом объеме;

- эссенциальное вещество, находящееся в продукте, должно быть стабильно и биологически доступно;

- выбранный продукт питания  не должен категорически блокировать утилизацию эссенциального вещества;

- добавление эссенциального вещества не  должно сказываться отрицательным образом на сохранности, вкусе, консистенции, цвете и приготовлении продукта питания;

- внедрение в состав определенного продукта питания эссенциального вещества должно быть технически возможным;

- материальные средства затраченные на обогащение не должны приводить к значительному увеличению себестоимости обогащаемого продукта питания;

- крайне важно создать методы контроля, определяющие уровень обогащения.

Критерии обогащения:

- для обогащения продуктов питания необходимо применять те вещества, реально существующий дефицит которых, достаточно опасен и широко распространен.

- обогащение минеральными  веществами и витаминами проводится прежде всего для продуктов массового потребление, которые доступы для всех нуждающихся возрастных групп и ежедневно употребляемые в пищу.

- при самплементации продуктов эссенцильными веществами не должны ухудшаться потребительские свойства пищевых продуктов: уменьшение содержания и усвояемости прочих входящих в их состав веществ, сокращение срока хранения, свежести продуктов, изменение вкуса или аромата.

- при самплементации продуктов минеральными или витаминными нутриентами крайне важно учитывать вероятность химического взаимодействия веществ, используемых для обогащения, между собой, а также с компонентами входящими в рецептуру продукта, и использовать такие сочетания, стадии,  способы и формы внесения, обеспечивающие максимально возможную сохранность этих веществ во время производства и хранения [17].

- гарантируемое производителем и стандартом (регламентируемое) содержание минеральных веществ и витаминов в продукте, который обогащен нутриентами, должно удовлетворять среднесуточную потребность в данном веществе на 30-50% при нормальном уровне потребления данного продукта питания.

- объем дополнительно внесенных в пищу минеральных веществ и витаминов должно рассчитываться с учетом возможного нормального содержания в начальном продукте или сырье, которое используется для его приготовления, а также производственных потерь и потерь в процессе хранения. Это количество обеспечивает содержание этих  минералов и витаминов на рекомендованном уровне во время всего срока хранения обогащенного продукта.

- гарантируемое производителем и стандартом (регламентируемое) содержание минеральных веществ и витаминов в продукте, который обогащен нутриентами, должно указываться в индивидуальном порядке на каждой упаковке этого продукта, а также контролироваться соответствующими органами надзора и самим производителем.

- эффективность обогащения продуктов должна быть опробована и подтверждена на испытуемых группах людей, данная апробация демонстрирует их полную безопасность, хорошую усвояемость, приемлемые органолептические показатели, способность улучшения обеспеченности организма необходимыми нутриентами.

Хлебобулочные изделия являются важнейшими продуктами в питании человека, поэтому одной из важнейших задач технологов является повышение их пищевой ценности. К необходимым организму человека веществам, которые обуславливают пищевую ценность, относятся: белки, жиры (липиды), углеводы, витамины, незаменимые аминокислоты и минеральные вещества. Для характеристики хлеба, связанной с пищевой ценностью, также важны показатели качества такие как: разрыхленность мякиша, аромат, внешний вид и, конечно же, вкус изделия. Также большое значение имеют способность усвоения веществ организмом и энергетическая ценность (калорийность) хлеба [18].

Белки. В зависимости от вида и сорта хлебобулочного изделия, оно содержит 5-8 % белков. Они представляют собой высокомолекулярные  сложные вещества, которые состоят из содержащихся в большом количестве аминокислотных остатков. Исключительным источником образования белков в человеческом организме являются аминокислoты белков пищи. Они играют важную роль в функционировании и образовании  тканей человеческого организма и не заменяются никакими другими веществами.

Биологическая ценность белка для организма связана с его аминокислотным составом, а также содержания в нем не синтезируемых в человеческом организме (незаменимых) аминокислот – валина, триптофана, фенилаланина, лейцина, треонина, метионина, изолейцина, лизина. Наиболее недостающими из них являются треонин и лизин. К тому же, качество белков прямо пропорционально благоприятному для человеческого организма соотношению отдельных не синтезируемых аминокислот. Белки хлеба нельзя назвать полноценными, в них недостаточно наиболее важных аминокислот: треонина и лизина. Недостаток указанных аминокислот растет с увеличением в рецептуре муки высшего сорта. Суммарный аминокислотный состав хлебобулочного изделия становится тем ценнее, чем больше его сочетания с иными продуктами питания: мясом, молоком или творогом. Коэффициент усвояемости хлебных белков колеблется в пределах от 0,75 до 0,87[19].

В качестве добавок увеличивающих биологическую ценность хлеба используются продукты растительного и животного происхождения. К обогатителям растительного происхождения относятся продукты переработки подсолнечника, бобов, гороха, рапса, сои, арахиса, хлопчатника и другие. Их используют в виде изолятов или концентратов, содержащих до 90 % белка, либо в виде крупы или муки, содержащих около 50% белка.

Жиры (липиды). Они содержатся в хлебобулочных изделиях с неизмененной рецептурой в количестве 1-1,5%. Чем выше сортность муки, из которой состоит хлеб, тем содержание липидов в нем ниже. Липиды являются энергетическим резервом организма и структурной частью всех его тканей. В процессе пищеварения углеводы и липиды взаимозаменяют друг друга. Усвояемость липидов, содержащихся в хлебе, составляет 53-85%, коэффициент усвояемости 0,93  зависит от вида жира, используемого в рецептуре.

Углеводы. Содержание этих веществ в хлебобулочных изделиях составляет  около 45% от общего количества нутриентов. Наибольшую часть углеводов, содержащихся в хлебе, представляет крахмал, являющийся сложным полисахаридом, который под действием амилолитических ферментов разлагается на простые сахара.  Клейстеризация зерен крахмала в процессе производства хлеба упрощает работу пищеварения и действие пищеварительных соков, увеличивает усвояемость готовой продукции. До 65% крахмала, который содержится в хлебе, в полном объеме усваивается организмом. В пшеничной муке первого сорта крахмала меньше, чем в такой же муке высших сортов. В пшеничной – меньше, чем в ржаной того же сорта.

Углеводами также являются собственные сахара: глюкоза, сахароза и мальтоза.  Их содержание очень мало. Простые сахара без превращения всасываются пищеварительным трактом, дисахариды превращаются в простые сахара и также очень быстро всасываются слизистой кишечника.

К углеводам, содержащимся в хлебе, относятся клетчатка (целлюлоза), пищевые волокна, и  гемицеллюлоза, пентозан – сопутствующие  высокомолекулярные углеводы, которые попадают в изделия из зерновых оболочек. В хлебе содержание целлюлоза колеблется в пределах 1-2 %. Ее содержание в хлебе, приготовленном из муки низших сортов, выше, чем в изделиях из муки высшего сорта. Не смотря на то, что целлюлоза полностью не усваивается пищеварительным трактом, она играет важнейшую роль в процессах жизнедеятельности. Общая усвояемость углеводов составляет 90-92%,  коэффициент усвояемости равен 0,95.

Процесс производства муки из зерна пшеницы или ржи ведет к неизбежным потерям микронутриентов – витаминов, которые удаляются вместе с оболочкой зерна.  Дальнейшее использование муки в процессе изготовления хлебобулочных, а также мучных кондитерских изделий  сопровождается дальнейшим уменьшением количества этих важных биологических веществ[19].На рис. 3 показано, что наибольшие потери витаминов составляют для тиамина (В1) – 58%.  Для других витаминов, встречающихся в хлебобулочных изделиях, потери максимальные потери составляют:   ниацина (РР) – 78%, пиридоксина (В6) – 70% [20].

Рисунок 3 - Массовая доля тиамина в зерне пшеницы и продуктах его переработки, мг/100 г

Витамины - вещества органического происхождения, которые играют важную роль в регулировке обмена веществ. Одной из главных задач современного производства продуктов питания является как разработка методов определения содержания витаминов и витаминоподобных веществ, так и непосредственно сама витаминизация (обогащение витаминами)  изделий в процессе производства.

Продукция из муки, содержащей большое количество зерновых оболочек и зародыша, богаче витамином В1, чем изделия, произведенные из муки высшего сорта.

Обогащение хлебобулочных изделий целесообразно для регионов с неблагоприятной экологической ситуацией, для отдельных групп населения, в качестве лечебного и лечебно-профилактического питания, а также для выработки массовых изделий из пшеничной муки высшего сорта, характеризующейся низким содержанием витаминов. Данная задача может быть решена проведением следующих мероприятий: селекционная работа, полное использование витаминов самого зерна, витаминизация муки на мелькомбинатах, максимальное сохранение витамина в процессе производства хлебобулочных изделий, обогащения изделии в процессе приготовления на хлебопекарном производстве (внесение витаминных препаратов при замесе теста).

В России работами Л. Н. Шатнюк, Р.Д. Поландовой разработаны практические и научные принципы витаминизации муки: выбор наиболее  дефицитных витаминных добавок, регламентация уровня содержания витаминов, технологии использования веществ, для обогащения изделий. НИИ питания РАМН совместно с ЗАО «Валетек-Продимпэкс» разработаны обогатители для хлебопекарной промышленности, включающие витамины. В настоящее время разработаны санитарно-гигиенические нормы рекомендуемых уровней внесения витаминов, представленные в таблице 2. 

Таблица 2 - Рекомендуемые нормы содержания витаминов для обогащения муки и хлебобулочных изделий [21].

Препараты водорастворимых витаминов можно вносить в составе любого жидкого компонента. Г.Г. Дубцовым показана эффективность использования для этой цели раствора поваренной соли с концентрацией 20-26% и выдерживания витаминов в нем течение суток. При этом происходит «созревание» раствора. Мельчайшие частицы витаминов покрываются солевой оболочкой, что способствует равномерному распределению витаминов по всему объему теста [22].

Наиболее эффективным способом повышения сохранности   витаминов в хлебобулочных изделиях является использование их в виде специальных премиксов или капсулированных препаратов. Для обогащения продуктов питания используют витаминно-минеральные смеси  - премиксы, чаще всего промышленного производства  фирм: «Комивит», «Валитек», «Витен», Эливит и другие, -  которые занимаются разработкой препаратов для различных отраслей пищевой промышленности. Для обогащения муки, хлебобулочных и мучных изделий предоставлены следующие витаминно-минеральные комплексы: препарат «Комивит», «Валитек», «Элевит» [23].

Минеральные вещества. Минеральная ценность хлебобулочных изделий определяется количеством, содержащихся в них, минеральных веществ, которое составляет 1-2 % от массы продукта.

В состав человеческого организма должны входить следующие минеральные вещества: железо, кальций, фосфор, калий, магний и другие, в количестве 3,5 % в зависимости от его массы тела.

В период формирования организма и непосредственного роста, у подростков, беременных и кормящих женщин, стариков потребность в фосфоре и кальции резко вырастает.

Для взрослого населения оптимальное соотношение фосфора и кальция в продуктах питания, равное 2:1. К микроэлементам, необходимым организму человека, относятся кобальт, медь, фтор и другие. Они регулируют многие физиологические процессы. Соотношение фосфора и кальция лучше у пшеницы и ржи с меньшим выходом муки. Чем выше сорт муки, из которой изготовлен хлеб, тем меньше минеральных веществ содержит хлебобулочное изделие. Они богаты магнием, серой, калием, а также фосфором, но содержание кальция незначительно.

Для оптимизирования соотношения в хлебобулочных изделиях соли фосфора и кальция, в него необходимо вносить кальций (обогащать). Для этих целей в промышленности широко используются молочные продукты и молоко. Они содержат полноценные белки и достаточное количество кальция, в форме легко усвояемого лактата. Хлеб, который готовят с добавлением сухого молока, содержит большее количество кальция. С этой же целью в хлебопекарном производстве используется рыбная мука.

Для обогащения хлебобулочных изделий фосфором и кальцием также применяют солодовые ростки, солодовые экстракты и солод, содержащие фитазу – фермент, расщепляющий фитиновые соединения фосфора, а также минеральные вещества: фосфор, кальций и другие.