1.3 Применение инулина и пектина при производстве мучных кондитерских изделий.

Инулин, (C₆H₁₀O₅)_n —органическое вещество из группы  полисахаридов,

полимер D-фруктозы.

Инулин — полифруктозан, который может быть получен в виде аморфного порошка и в виде кристаллов, легко растворимый в горячей воде и трудно в холодной. Молекулярная масса 5000—6000. Имеет сладкий вкус. При гидролизе под действием кислоти фермента инулазы образует D-фруктозу и небольшое количество глюкозы. Инулин, как и промежуточные продукты его ферментативного расщепления — инулиды, не обладает восстанавливающими свойствами. Молекула инулина — цепочка из 30—35 остатков фруктозы в фуранозной форме.

Подобно крахмалу, инулин служит запасным углеводом, встречается во многих растениях, главным образом семейства сложноцветных, а также колокольчиковых,лилейных, лобелиевых и фиалковых. В клубнях и корнях георгина, нарцисса, гиацинта, туберозы, одуванчика, цикория и земляной груши (топинамбура), скорцонера и овсяного корня содержание инулина достигает 10—12 % (до 60 % от содержания сухих веществ). В растениях вместе с инулином почти всегда встречаются родственные углеводы — псевдоинулин, инуленин, левулин, гелиантенин, синистрин, иризин и др., дающие, как и инулин, при гидролизе D-фруктозу.

Добывают инулин из цикория или из топинамбура.

Инулин не переваривается пищеварительными ферментами организма человека^[1] и относится к группе пищевых волокон. В связи с этим применяется в медицине как заменитель крахмала и сахара при сахарном диабете. Служит исходным материалом для промышленного получения фруктозы.

Также, благодаря своей малой массе и отсутствию специфических переносчиков, инулин отлично фильтруется в боуменову капсулу в нефроне, при этом не реабсорбируясь дальше по ходу почечного канальца. Физиологи и врачи используют инулин, как индикатор фильтрационной способности почки и почечного кровотока 

Пекти́новые вещества́, или пектины (от др.-греч. πηκτός — свернувшийся, замёрзший) —полисахариды, образованные остатками главным образом галактуроновой кислоты. Присутствуют во всех высших растениях, особенно во фруктах, и в некоторых водорослях. Пектины, являясь структурным элементом растительных тканей, способствуют поддержанию в них тургора, повышают засухоустойчивость растений, устойчивость овощей и фруктов при хранении. Используются в пищевой промышленности — в качестве структурообразователей (гелеобразователей), загустителей, а также в медицинской и фармацевтической промышленности — в качестве физиологически активных веществ с полезными для организма человека свойствами. В промышленных масштабах пектиновые вещества получают в основном из яблочных и цитрусовых выжимок, жома сахарной свёклы, корзинокподсолнечника.

Пектины практически не усваиваются пищеварительной системой человека, являются энтеросорбентами.

Пектин для применения в пищевой и фармацевтической промышленности — очищенный полисахарид — получают кислотной экстракцией из цитрусовых (лайм, лимон,апельсин, грейпфрут), яблочных выжимок, жома сахарной свеклы или из корзинок подсолнечника. Технологическая схема получения пектина предусматривает его экстрагирование из исходного сырья, очистку, осаждение органическими растворителями, сушку, измельчение и т. н. стандартизацию. Стандартизация представляет собой процесс модификации свойств пектина, достигаемой физическими и/или химическими способами, с целью приведения их в соответствие с технологическими и рецептурными требованиями производства различных групп пищевых и непищевых продуктов. Пектин является гелеобразователем, стабилизатором, загустителем, влагоудерживающим агентом, осветлителем, веществом, облегчающим фильтрование и средством для капсулирования, зарегистрирован в качестве пищевой добавкиE440.

В пищевой промышленности пектин используют в производстве начинок для конфет, производстве фруктовых начинок, кондитерских желейных и пастильных изделий (например, зефир, пастила, мармелад), молочных продуктов, десертов, мороженого, спредов, майонеза, кетчупа, сокосодержащих напитков. В фармацевтической и медицинской промышленности пектин используют, например, для капсулирования лекарств.

Пектины для промышленного применения, полученные из различных растительных источников, представляют собою порошки без запаха от светлокремового до коричневого цвета. Цитрусовые пектины обычно светлее яблочных. Во влажной атмосфере пектины могут сорбировать до 20 % воды. В избытке воды они растворяются. Пектины не растворяются в растворах с содержанием сухих веществ более 30 %.

В отличие от сахарного песка, который сразу же после попадания в воду начинает растворяться, частица пектинового порошка, попав в воду, всасывает её, словно губка, увеличиваясь в размерах в несколько раз, и только после достижения определенного размера начинает растворяться. Если частицы пектинового порошка при соприкосновении с водой находятся близко друг к другу, то, всасывая воду и разбухая, они слипаются, образуя один большой липкий ком, чрезвычайно медленно растворяющийся в воде.

В производстве пищевых продуктов, таких как варенье, джем, конфитюр, мармелад, пектин применяют в качестве гелеобразователя. Пектин может быть использован в составе смеси с сахаром т. н. «желирующего сахара», применяемого для приготовления желейных продуктов в домашних условиях. В зависимости от химических свойств различают две основные группы пектинов — 1) высокоэтерифицированные пектины и 2) низкоэтерифицированные пектины. Механизмы желирования у названных групп пектинов отличаются друг от друга.

Высокоэтерифицированные пектины желируют при высоком содержании сухих веществ в среде (напр., при высоком содержании сахара) и высокой кислотности, низкоэтерифицированные пектины способны образовывать гели при низких содержаниях сухих веществ и невысокой кислотности. Желирование высокоэтерифицированных пектинов — это процесс, при котором полимерные молекулы в условиях высокой кислотности и высокого содержания сухих веществ, взаимодействуют друг с другом через образование химических связей — водородных мостиков, образуют плотную пространственную структуру, называемую гелем или желе. Молекулы пектина образуют равномерно распределенную трехмерную сеть, связывая при этом большое количество воды. Желирование низкоэтерифицированных пектинов происходит как по механизму желирования высокоэтерифицированных пектинов, так и в результате взаимодействия с ионами поливалентных металлов, например, с ионами кальция. При этом ионы кальция являются связующими звеньями между полимерными молекулами пектина, образующими пространственную структуру геля (желе). Именно гелеобразующая способность пектина является определяющим фактором его широкого применения в пищевой промышленности.

Комплексообразующая способность основана на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Благодаря наличию в молекулах большого количества свободных карбоксильных групп именно низкоэтерифицированные пектины проявляют наибольшую эффективность. Специальные препараты, содержащие комплексы высоко- и низкоэтерифицированных пектинов, включают в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Специальные высокоочищенные пектины могут быть отнесены к незаменимому веществу для использования в производстве функциональных пищевых продуктов, а также продуктов здорового и специального (профилактического и лечебного) питания. Оптимальная профилактическая дозировка специального пектина составляет 5-8 г в сутки, а в условиях радиоактивного загрязнения — не менее 15-16 г.

Производство пектина — динамически развивающийся бизнес с ежегодным увеличением производства на 3-4 %. Мировое производство и рынок пектина сосредоточено в Европе (Германия, Швейцария и др.), Южной Америке (Аргентина, Бразилия), Южной Африке, Китае, Иране и др. Объём производства составляет приблизительно 28-30 тыс. т в год. На долю пектина из цитрусовых культур приходится до 70 % производимого пектина, и на долю яблочных пектинов — до 30 %. Ведущими мировыми производителями этого продукта являются компании Herbstreith & Fox, Cargill, Danisco, CP Kelco, Yantai Andre Pectin. Последний, по данным Центра инвестиционно-промышленного анализа и прогноза, вырвался в 2012 году в лидеры, заняв 22 % российского рынка. В Российской Федерации пектин в основном применяют для производства кондитерских желейных изделий (мармелад, зефир), фруктовых желейных консервов (конфитюр, джем, повидло, начинки), кисломолочных продуктов (йогурты, начинки для йогуртов), хлебобулочных изделиях (термостабильные начинки) и др.

Поскольку пектиновые вещества представляют собой природные органические соединения — полисахариды, то и содержатся они в различных количествах во фруктах, овощах, корнеплодах. Наиболее богаты пектинами овощи — свёкла столовая, морковь, перец, тыква, баклажаны, а также фрукты — яблоки, айва, вишня, слива, груши, цитрусовые. Высоким содержанием пектинов характеризуются также фруктовые и овощные соки с мякотью (яблочный, морковный, яблочно-морковный, яблочно-клюквенный, айвовый, персиковый, томатный), фрукты, протёртые с сахаром и его заменителем (яблоки, клубника, крыжовник, слива, смородина и др.). Рекомендуются и готовые фруктовые и овощные консервы, обогащённые пектином (перец резаный с овощами, икра баклажанная), фруктовые пюре, напитки, кисели, сиропы, мармелад, драже, желе.

В настоящее время практически нет продукции на основе пектин-инулиновых добавок. Инулин как правило выступает в роли БАД, что очень часто отпугивает Российских покупателей. БАДы в нашей стране не приветствуются. Следовательно, стоит обогащать продукты питания этими веществами из-за их полезных свойств и использовать в готовых продуктах для привлекательности покупателям. Также такие продукты смогут покупать люди, больные сахарным диабетом, что, несомненно, сформирует круг «постоянных покупателей» и сыграет на руку производителям, а также плодотворно подействует на здоровье населения!

Выводы:

Приведенный обзор литературы показал, что существует достаточно много рецептур и технологий производства печенья с добавками пищевых волокон. Но, на наш взгляд, требуется разнообразить технологии песочного печенья для расширения ассортимента мучных кондитерских изделий для больных сахарным диабетом и профилактики у здоровых людей!

1. Цель и задачи исследований. Объекты исследований.

В производстве любого продукта необходимо, чтобы сырье удовлетворяло определенным требованиям и являлось качественным. Также и в производстве йогуртов.

Целью исследований является удостовериться в том, что получаемый продукт является качественным. Он не должен содержать различных вредных для организма человека добавок.

Задачами исследований являются:

• Выявление недоброкачественного сырья;

• Проведение эксперимента по добавлению пектина;

• Анализ органолептических, физико-химических и микробиологических свойств сырья и готового продукта.

Объектами исследования является как сырье для производства печенья (молоко, яблоки, мука, цикорий, топинамбур), так и сам продукт. Мы должны установить пригодность его для употребления в пищу, проследить за тем, чтобы по всем признакам (органолептическим, физико-химическим и микробиологическим) готовый образец соответствовал ГОСТ. Также нам необходимо выявить положительное и отрицательное влияние получившегося продукта на организм человека.

2. Методы исследований

Для проведения анализов мы будем пользоваться методами исследования, представленными в различных ГОСТах, таких как ГОСТ Р 51331-99 Йогурты. Общие технические условия, ГОСТ Р 52090-2003 Молоко питьевое. Общие технические условия, ГОСТ Р 54074-2010 Молоко сухое обезжиренное. Методы оценки пригодности, ГОСТ Р 54697-2011 Яблоки свежие. Технические условия.

Инулин – вещество, обладающее высокой биологической активностью и выделяемое из плодов топинамбура, из спаржи, артишока, одуванчика, девясила, чеснока, цикория, эхинацеи, мать-и-мачехи, скорцонера. Установлено, что ему свойственно регулировать обмен углеводов и жиров, предупреждать энергетический дефицит, который развивается у больных сахарным диабетом. Препарат замещает глюкозу, когда она перестает усваиваться, благотворно сказывается на кишечной флоре, помогая развиваться бактерии Бифидус, способствует выведению из организма токсинов, шлаков, радионуклидов, солей, усвоению важных минералов, витаминов. Полезные свойства инулина обуславливают и входящие в него аминокислоты: лейцин и изолейцин помогают вырабатывать инсулин, восстанавливать уровень сахара; метионин, аргинин, треонин – предотвращают развитие жировой дистрофии печени; фенилаланин и триптофан – уменьшают аппетит. Некоторые производители для увеличения биологической ценности препарата добавляют в состав отруби, которые содержат витамины РР, В, Е, пищевые волокна, соки или экстракты петрушки, шиповника, женьшеня, сельдерея, солодки, калины, элеутерококка. Судя по отзывам об Инулине, препарат не токсичен, редко вызывает аллергию. [15, 16 17]

 

2. Экспериментальные данные и их обработка

1. Исследование молока

Как уже говорилось выше, сырье для производства йогуртов должно отвечать определенным требованиям. В данном разделе мы проведем эксперименты над молоком и установим, можно ли из него сделать качественный йогурт.

Нам необходимо провести ряд опытов. Мы будем определять такие показатели как вкус, цвет, запах, консистенция, кислотность и плотность.[9]

Таблица 11. Сенсорный анализ молока «Простоквашино»

Наименование показателя	Данные по ГОСТ Р 52090-2003	Фактические данные
Цвет	От белого до светло-кремового	Белый
Вкус и запах	Чистый, без посторонних запахов и привкусов, не свойственный натуральному молоку	Вкус и запах свойственный первому сорту молока
Консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев	Однородная жидкость без осадка и хлопьев

Таблица 12. Физико-химические показатели молока «Простоквашино»

Наименование показателя	Данные по ГОСТ Р 52090-2003	Фактические данные
Кислотность, ºТ	≤19	18
Плотность кг/м, не менее	1027,0	1040,0

Полученные данные соответствуют ГОСТ Р 52090-2003. Из этого следует, что данный образец молока «Простоквашино» полностью подходит нам в качестве сырья для производства йогурта.

2. Исследование яблок

1. Технологическая часть

   1. Варка пектина из сырья

   2. Приготовление печенья с пектином и инулином

   3. Разработка технологии производства песочного печенья

      1. Получение полупродукта

      2. Получение готового продукта

2. Исследование готовой продукции

Выводы.

Список используемой литературы

1. Тамим А.И., Робинсон Р.К. Печенье: научные основы и технологии/ Пер. с англ. под науч. ред. Л.А. Забодаловой. СПб: Профессия, 2011. - 664с.

2.  Шевелева С.А. Пробиотики, пребиотики и пробиотические продукты. Современное состояние вопроса// Вопросы питания.- 2013.-№2.- с.32-39.

3. Шендеров Б.А., Труханов А.И. Продукты функционального питания: современное состояние и перспективы их использования в восстановительной медицине// Вестник восстановительной медицины.-2012.- №1. с.38-42.

4. Гаврилова Н.Б. Современные аспекты технологии выпечки с ограниченными сроками хранения.- Омск: Вариант-Омск, 2014.- с.29-50.

5. Зобкова З.С. Пищевые волокна// Молочная промышленность.- 2012.-№10.- с.30.

6. Банникова Л.А, Королева Н.С., Семенихина В.Ф. Микробиологические основы хлебопекарного производства: Справочник/ Под ред. канд. тех. наук Я.И.Костина. — М.: Агропромиздат, 2010. — 400с.

7. Зобкова З.С. Биохимические исследования// Хлебопекарная промышленность.-2012.-№8-50с.

8. Кочеткова А.А., Тужилкин В.И. Функциональные пищевые продукты: некоторые технологические подробности в общем вопросе// Пищевая промышленность.- 2013.- №5.- с.8-10.

9. ГОСТ Р 52054-2003 Молоко коровье сырое. Технические условия

10. ГОСТ 9831-61 Хлеб сдобный в упаковке. Технические условия

11. ГОСТ 4.230-83 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы отделочные и изделия облицовочные полимерные. Номенклатура показателей

12. ГОСТ Р ИСО 4759-1-2009 Изделия крепежные. Допуски. Часть 1. Болты, винты, шпильки и гайки. Классы точности А, В и С

13. ГОСТ Р ИСО 10303-511-2006 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 511. Прикладные интерпретированные конструкции. Топологически ограниченная поверхность

14. ГОСТ Р 50542-93 Изделия из черных металлов для верхнего строения рельсовых путей. Термины и определения

15. ГОСТ Р ИСО 10303-203-2003 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 203. Прикладной протокол. Проекты с управляемой конфигурацией

16. ГОСТ Р 50267.11-99 Изделия медицинские электрические. Часть 2. Частные требования безопасности к гамма-терапевтическим аппаратам