1. Область использования разработки на территории Краснодарского края
Представленная разработка может использоваться в пищевой промышленности в кондитерской отрасли на всей территории Краснодарского края, так как является кондитерским изделием.
2. Обоснование актуальности разработки
Здоровье населения - важнейший показатель благополучия нации. Постоянное воздействие на население различных факторов окружающей среды, психоэмоциональные нагрузки, привели к снижению адаптационных возможностей человеческого организма и его способностей к сопротивляемости и как следствие этого - плохое состояние здоровья населения и неблагоприятный прогноз.
Питание является одним из факторов, существенно влияющим на здоровье, работоспособность и продолжительность жизни человека. Пищевые продукты обеспечивают развитие и постоянное обновление клеток и тканей организма, являются источником веществ, из которых синтезируются ферменты и другие регуляторы обменных процессов. Входящие в состав пищи белки, жиры, углеводы, клетчатка и минеральные вещества, непосредственно обеспечивают все жизненные важные функции организма.
В последние десятилетия состояние здоровья нации характеризуется отрицательными тенденциями в культуре питания: избыточное потребление сахаро- и жиросодержащих продуктов, «фастфудов», неумение спланировать питание в зависимости от нагрузки, пренебрежение к режиму питания. Однако в России зарождается интерес к «новым» источникам белков, жиров, углеводов, пищевых волокон, минеральных элементов, которых пока не коснулась «технология и пищевая химия». Одной из таких «новинок» можно назвать квиноа.
Квиноа – растение, произрастающее в Андах. Область ее происхождения расположена в Перу и Боливии. В 1996 году, квиноа была классифицирована ФАО как одна из наиболее перспективных культур человечества не только благодаря своим полезным свойствам и множеством применений, но и в качестве альтернативы для решения серьезных проблем питания человека.
Перспективы использования квиноа в пищевых продуктах массового потребления, в частности в мучных кондитерских изделиях, представляет интерес. Мучные кондитерские изделия характеризуются недостаточной пищевой ценностью из-за низкого содержания белка, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов и минеральных веществ. Поэтому создание мучных кондитерских изделий, обогащенных в качестве источника биологически активных веществ квиноа, является актуальным.
3. Цели разработки и основные задачи, решаемые в рамках ее реализации
Цель разработки − разработка технологии мучных кондитерских изделий, обогащенных натуральными биологически активными веществами.
Задачи разработки:
- изучение и анализ литературных данных по теме исследований;
- выбор источника натуральных биологически активных веществ для обогащения мучных кондитерских изделий;
- обоснование целесообразности использования квиноа для обогащения мучных кондитерских изделий;
- исследование химического состава квиноа;
- исследование влияния квиноа на содержание основных пищевых веществ в мучных кондитерских изделиях;
- разработка рецептуры и способа приготовления мучных кондитерских изделий, обогащенных мукой из квиноа;
4. Основное содержание
Питание современного человека характеризуется недостатком многих пищевых веществ, прежде всего макро- и микронутриентов, и избыточным потреблением других (простых углеводов, животных жиров). Мониторинг состояния здоровья детского и взрослого населения России, проведенный в 2008 году органами Роспотребнадзора РФ, выявил широкое распространение дефицита биологически ценных веществ у большей части обследованных: недостаток витаминов С, В1, В2, В6, фолиевой кислоты, бета-каротина; макроэлиментов - кальция, калия при одновременном избытке натрия из-за повышенного потребления поваренной соли; микроэлементов - йода, селена, железа, цинка, фтора; пищевых волокон.
Отечественный и зарубежный опыт обогащения пищевых продуктов витаминами, макро- и микроэлементами с целью улучшения пищевого статуса населения (в результате которого предотвращается или ликвидируется имеющийся в организме человека дефицит микронутриентов) доказал, что целесообразно обогащать пищевые продукты массового потребления (доступные детскому и взрослому населению всех групп, регулярно и повсеместно используемые в повседневном питании).
Среди широкого ассортимента кондитерских изделий наибольшей популярностью у детей и взрослых в России пользуется мучная кондитерская продукция, в частности печенье различных видов.
Одним из перспективных и инновационных источников биологически активных веществ является квиноа (Chenopodium quinoa). Квиноа - однолетнее травянистое растение, от 0,20 до 3 м в высоту, в зависимости от условий окружающей среды и генотипа. Квиноа хорошо адаптируется к неблагоприятным условиям окружающей среды, такие как холод и засуха. Производство квиноа растет: в настоящее время она выращивается в более 70 странах мира. Главной особенностью квиноа является то, что и зерна и листья и соцветия являются источников высококачественного белка. Доля белков, содержащихся в квиноа, зависит от сорта и составляет 10,4%-17% от потребляемой в пищу доли. 100г квиноа содержит почти в пять раз больше лизина, более чем вдвое изолейцина, метионина, фенилаланина, треонина, валина, и намного больше лейцина (т.е. все незаменимые аминокислоты, а также триптофан), чем 100 граммов пшеницы. Квиноа семена содержат от 58 до 68% крахмала и 5% сахара, что делает его идеальным источником энергии, который медленно выделяется в организм из-за высокого содержания клетчатки. В квиноа отмечено высокое содержание пищевых волокон, что делает его идеальной пищей при детоксикации организма, устранении токсинов и шлаков, приносящих вред организму.
Более 50% содержащихся в квиноа жиров составляют такие незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты как линолевая (омега-6) и линоленовая (омега-3) кислота. Способность содержащихся в квиноа жирных кислот сохранять свои качества объясняется высоким природным содержанием в ней витамина Е, который является естественным антиоксидантом. С точки зрения рекомендуемой суточной нормы потребления минеральных веществ квиноа особенно богата железом, магнием и цинком. По сравнению с другими зерновыми квиноа – хороший источник витаминов группы В (рибофлавина и фолиевой кислоты).
Таким образом, семена квиноа являются важнейшими источниками полноценных белков, растительной клетчатки, полиненасыщенных жирных кислот, что создает предпосылки использования их в разработке новых отечественных продуктов питания, в частности мучных кондитерских изделий, которые будут позиционироваться как обогащенные натуральными биологически активными веществами.
В связи с уникальным химическим составом квиноа и на основании литературных данных об условиях ее выращивания нами была изучена возможность выращивания квиноа в климатических и почвенных условиях Краснодарского края, расположенного на юге нашей страны.
Посевной материал был приобретен в Канаде: это белые семена. Перед посадкой семена проверили на всхожесть путем проращивания в чашке Петри. Всхожесть семян квиноа составила 92 семени из 100 взятых на опыт. Таким образом, приобретенные семена квиноа, можно было сеять в землю. Перед посевом семена не обрабатывали химическими реактивами и не проращивали.
Посадка семян в грунт осуществлялась в конце апреля прошлого года. Согласно данным литературных источников семена были посажены неглубоко, на расстоянии 25-30 см друг от друга. Расстояние между рядами составляло около 40-50 см. Первые всходы белых семян квиноа появились уже через 10 дней. Наблюдение за ростом и развитием растения проводили в течение лета 2014 года. В начальной стадии развития растения отмечено скопление тли на верхушке в месте формирования метелки. В связи с этим были приняты меры по обработке квиноа препаратами от развития тли.
У квиноа были отмечены кистевидные соцветия (метелки с группами цветов в клубочки), небольшие, неполные, сидячие цветы одного и того же цвета, что и чашелистики. Листья обладали выраженным полиморфизмом: ромбовидные, дельтовидные или треугольные.
В сентябре метелка квиноа приобрела желтый цвет. Через две недели было отмечено пожелтение листьев и постепенное осыпание семян. Семена имели размер от 1 до 2,5мм и цвет – желтый.
Этапы роста и развития квиноа представлены на рисунке 1. Уборку семян проводили вручную путем встряхивания метелки квиноа, семена осыпались на заранее подготовленную поверхность.
Установлено, что белые семена квиноа благополучно были посеяны на черноземной почве и дали высокий урожай. На основании собранного количества квиноа были проведены предварительные расчеты урожайности, которые составили примерно 39 ц/га. Эти результаты могут послужить основой для внедрения квиноа в массовый посев.
Таким образом, квиноа можно выращивать в России в Краснодарском крае, обеспечив тем самым собственную сырьевую базу для создания новых продуктов питания.
При проведении исследований в качестве базовой рецептуры и контрольного образца использовали рецептуру печенья «Молдавское». На основании зарубежных литературных данных нами были приняты дозировки квиноа 25%, 50% и 75% к общей массы муки. Семена квиноа предварительно готовили: после тщательного визуального просмотра измельчали на лабораторной мельнице до порошкообразного состояния и вносили в виде муки совместно с кукурузной мукой в конце замеса теста. Тесто замешивали по общепринятой методике приготовления сдобного теста.
Анализ результатов органолептической оценки качества печенья с различными дозировками квиноа показал, что внесение квиноа не ухудшает органолептическую оценку, а, наоборот, улучшает. Установлено, что с увеличением дозировки квиноа улучшается поверхность готовых изделий, ярче проявляется специфический вкус, напоминающий вкус лесных орехов, запах и цвет.
Сдобное печенье с 75% квиноа (оптимальная дозировка). По физико-химическим показателям все образцы печенья соответствовали требованиям ГОСТ 24901-89 Печенье. Общие технические условия.
Установлено, что внесение 75% квиноа в рецептуру сдобного печенья изменяет химический состав и энергетическую ценность: содержание белков увеличивается по сравнению с контролем на 29% и клетчатки на 70,5%, что позволяет позиционировать квиноа как функциональный пищевой ингредиент, удовлетворяющий в расчете на одну порцию (100 г) не менее 15% от суточной физиологической потребности в растительном белке и клетчатке взрослых и детей.
Сравнительная анализ содержания минеральных веществ
В печенье с 75% квиноа отмечено увеличение содержания фосфора, железа, цинка в 2 раза, калия в 2,3 раза, кальция в 2,7 раз, магния в 4,6 раз по сравнению с контролем. Суточная потребность мужчин при употреблении 100 грамм такого печенья покрывается в кальции и калии на 5,3% и 7,5% соответственно, в цинке – на 12%, в фосфоре – на 17,4%, в магнии – на 18%, в железе – на 41,6%. Степень удовлетворения суточной потребности ребенка школьного возраста при употреблении 100 грамм печенья с 75% квиноа покрывается в кальции на 4,8%, фосфоре – на 13%, цинке – на 14,4%, в калии – на 21%, магнии – на 28,4% и железе – на 35%.
Таким образом, употребление различными категориями групп населения печенья, обогащенного квиноа, играет существенную роль в покрытии их потребности в белке, клетчатке, минеральных элементах, особенно в железе и цинке.
Преимущества разработки по сравнению с имеющимися аналогами
В настоящее время подобное использование семян квиноа в производстве мучных кондитерских изделиях, как источника биологически активных веществ не установлено.
В литературе встречаются работы по использованию семян квиноа как безглютенового источника для употребления в пищу больными целиакией, непереносимостью пшеничного белка глютена. Хотя во всем мире квиноа используют как источник полноценных белков, липидов, клетчатки и минеральных веществ, витаминов в различных продуктах питания, от напитков, каш и т.д. в России квиноа широкого распространения пока не получила, когда как агроклиматические условия позволяют создать собственную сырьевую базу.
Производство и успех этих продуктов подчеркивает основные задачи перед медициной и пищевой отраслью: здоровьесбережение путем создания функциональных продуктов для различных категорий населения, необходимость конкурировать с зарубежными компаниями за счет расширения масштабов производства функциональных продуктов. Впервые в России предложено возделывание культуры квиноа для формирования собственной сырьевой базы.