Способ приготовления диетических хлебобулочных изделий

 

Использование: в пищевой промышленности, в частности в хлебопекарной промышленности для регионов, имеющих "мягкую" питьевую воду (с пониженным содержанием Ca и Mg), используемую для замеса теста и при приготовлении дрожжей и заквасок. Сущность изобретения: в способе приготовления диетических хлебобулочных изделий предусмотренно: замес теста из муки, дрожжей, соли, воды, минеральной кальцево-магниевой добавки и остальных компонентов, предусмотренных рецептурой. При предварительном введении в воду минеральной добавки в виде водорастворимых солей Ca и Mg в количестве, адекватном физиологическим потребностям организма с учетом регионального состава питьевой воды, Ca²⁺ 80 - 120 мг/л, Mg²⁺ 30 - 60 мг/л. Предложение позволяет снизить риск возникновения кальцийзависимых нарушений, таких как вымывание кальция из костных депо с патологическим накоплением его в других тканях: сосудистой стенке, в подклапанном аппарате сердца, в почках с повышенным камнеобразованием заболеваний опорно-двигательной системы у детей (рахит) и взрослых (остеопороз), а также развития часто встречающейся в этих регионах Ca-зависимой гипертонической болезни. 6 табл.

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности, точнее к созданию хлебобулочных изделий профилактического назначения.

Известно применение минеральных добавок, содержащих кальций и магний в процессах приготовления как дрожжей, так и хлебобулочных изделий. Однако в известных способах приготовления дрожжей решались проблемы обеспечения их жизнедеятельности, улучшения качества и т.д. без учета минерального состава воды, т. е. не ставилась цель коррекции по составу Ca и Mg в питьевой воде региона [1-4] Известно, что в некоторых регионах дефицит Ca и Mg в питьевой воде (мягкая питьевая вода) может выступать в качестве самостоятельного фактора риска многих заболеваний, причем эффект этот нарастает в зависимости от продолжительности потребления такой воды. Потери Ca организмом на протяжении жизни за счет потребления маломинерализованной воды (почти с полным отсутствием в ней основных элементов жесткости Ca и Mg), например для жителей северо-запада России (Санкт-Петербург, Петрозаводск, Мурманск, Архангельская область, а также Финляндия, Швеция, Норвегия, Япония, некоторые регионы Канады, Бразилии и др.) составляют от 3 до 4 кг. Это приводит к компенсаторному мощному вымыванию Ca из костных депо с патологическим накоплением его в других тканях: сосудистой стенке, в подклапанном аппарате сердца, в почках с повышением камнеобразования, заболеваниям опорно-двигательной системы у детей (рахит) и взрослых (остеопороз), патологии в акушерстве, нарушениям лактации, заболеваниям раннего детства, а также к развитию часто встречающейся в этих регионах Ca-зависимой гипертонической болезни. Так например, в Петербурге среди мужчин и женщин всех возрастов частота гипертонической болезни в 1,5 раза превышает ее распространенность в городах других регионов и сравнима лишь с частотой гипертонической болезни в странах Скандинавии, потребляющих питьевую воду того же состава. Питьевую воду с должной концентрацией в ней Ca и Mg, способную удовлетворить суточную потребность организма в этих минералах, может приготовить и приобрести далеко не каждый житель этих регионов. С другой стороны, простое увеличение количества кальция в воде и кальцинированных продуктах не решат проблемы, так как физиологически значимы как концентрация ионов этих металлов в усвояемой форме, так и их соотношение в потребляемой воде или водной фазе продуктов питания.

Известен способ приготовления диетических хлебо-булочных изделий, принятый за ближайший прототип [5] предусматривающий замес теста из муки, дрожжей, соли, воды, кальциевой добавки в виде предварительно измельченной яичной скорлупы (и остальных компонентов, предусмотренных рецептурой), содержащей как Ca, так и Mg в соотношении 98,00:0,02 (4900:1), в целях лечебно-профилактических.

Но как показали исследования, проведенные в последнее время, кальций, вводимый в минеральной добавке из размолотой яичной скорлупы, практически не усваивается по двум причинам нерастворимости соли CaCO₃ [6-9] а также отсутствие ионов магния в требуемом количестве.

В работах [10-14] также показана необходимость содержания в водной фазе соотношения Ca 80 120 мг/л и Mg 30 60 мг/л для обеспечения физиологических потребностей организма и оптимального усвоения потребляемого организмом кальция.

Всасывание Ca в организме увеличивается и положительно коррелирует с растворимостью солей калия в воде [9 и 10] Усваивается Ca в присутствии Mg.

Для получения обогащенного пищевого продукта широкого повседневного потребления (в котором вода входит как субстрат и один из основных компонентов) с оптимальными физиологическими характеристиками надо учитывать количество вводимых в продукт Ca и Mg, но и их форму, содержание Ca и Mg в составе воды в регионе.

Задача изобретения создание обогащенных хлебобулочных изделий с профилактическими свойствами, направленных на снижение риска перечисленных Ca-Mg-зависимых заболеваний за счет повышения усвояемости минеральной добавки при увеличении содержания ее в водной фазе хлеба без снижения хлебопекарных и вкусовых характеристик изделий.

Полученный технический результат обогащение выпечной пищевой продукции элементами Ca и Mg в усвояемой форме в количествах и соотношениях, отвечающих физиологическим потребностям организма без ухудшения ее основных потребительских свойств.

Предложение основано на обнаруженном отрицательном эффекте воздействия природного минерального состава мягкой питьевой воды на некоторые физиологические характеристики и нарастании этого эффекта в зависимости от продолжительности ее потребления.

В процессе хлебопечения соотношение ионного состава "водной фазы" продукта меняется: в то время как 98% магния находятся в водной фазе продукта, Ca присутствует в ней лишь на 1/3 (на 2/3 от введенного он связан с твердой фазой хлеба). С целью избежания обеднения водной фазы хлеба минеральными компонентами в результате использования мягкой воды, с одной стороны, и частичным связыванием Ca с компонентами твердой фазы с другой, для восстановления физиологически адекватных соотношений Ca и Mg в водной фазе продукта необходима коррекция состава воды добавками солей Ca и Mg, растворимых в воде, легко диссоциирующих и усвояемых организмом на 100% в дозах, соответствующих максимальным физиологическим потребностям (80 120 мг Ca и 30 60 мг Mg в 1000 мл воды). Таким образом хлеб становится "физиологичнее".

Способ рекомендуется для регионов, в которых концентрация Ca в воде составляет 3,0 мг/л (Швеция), 8.0 мг/л (северо-запад России) и т.п. вместо потребляемых 100 120 мг/л, а Mg 0,3 мг/л вместо 30 60 мг/л.

Сущность предлагаемого способа приготовления диетических хлебобулочных изделий, предусматривающем завес теста из муки, дрожжей, соли, воды, минеральной кальциево-магниевой добавки и остальных компонентов, предусмотренных рецептурой, заключается в том, что в воду предварительно вводят минеральную добавку в количестве Ca 80 120 мг/л и Mg 30 60 мг/л. При этом необходимые элементы вводят как при подготовке жидких дрожжей, закваске, так и при замесе теста либо в виде порошков из композиции растворимых солей, либо в виде водных концентрированных растворов с учетом того, что в процессе хлебопечения соотношение ионного состава "водной фазы" продукта меняется. В то время как весь введенный магний остается в ней, кальций на 2/3 связывается с твердой фазой хлеба. Поэтому в процессе подготовки воды для разведения дрожжей, закваски, замеса теста необходимо учитывать происходящее обеднение водной фазы хлеба.

В способе предусматривается замес теста из муки, дрожжей, соли и других рецепторных компонентов. Отличием от прототипа является то, что в состав жидкой фазы предварительно вводят минеральную добавку, содержащую, например, жидкие концентраты двух основных ингредиентов Ca и Mg-содержащих с последовательным их разбавляем во всем объеме жидкости, обеспечивающим соотношение Ca²⁺ 80 120 и Mg²⁺ 30 60 мг/л с учетом природного регионального состава питьевой водопроводной воды. Например, содержанием природных водорастворимых солей кальция и магния в питьевой воде северо-запада России около 8 мг/л, практически можно пренебречь и вводить максимальную величину кальция 120 мг/л с учетом того, что до 2/3 его в процессе выпечки связывается с твердой фазой хлеба, а Mg до 60 мг соответственно.

Пример 1. Приготовление суспензии прессованных дрожжей на искусственно минерализованной воде для северо-запада России, в частности для Санкт-Петербурга, г: Дрожжи прессованные 50 Вода водопроводная 245 Соли кальция (варианты), мг: а) CaCl₂ 81,6 б) CaCl₂2H₂O 108,0 в) CaCl₂6H₂O 160,9 г) 1М раствор CaCl₂ 0,763 мл Соли магния (варианты), мг:
а) MgSO₄7H₂O 150,7
б) MgCl₂ 58,2
в) 1М раствор MgSO₄ 0,613 мл
г) 1М раствор MgCl₂ 0,613 мл
Пример 2. Приготовление суспензии прессованных дрожжей на искусственно минерализированной воде для регионов, содержащих более 15 40 мг/л кальция в питьевой воде.

Дрожжи прессованные 50 г
Вода водопроводная 245 мл
Соли кальция (варианты), мг:
а) CaCl₂ 54,4
б) CaCl₂2H₂O 72,0
в) CaCl₂6H₂O 107,3
г) 1M раствор CaCl₂ 0,491 мл
Соли магния (варианты), мг:
а). MgSO₄7H₂O 75,3
б) MgCl₂ 29,1
г) 1М раствор MgSO₄ 0,307 мл
д) 1М раствор MgCl₂ 0,307 мг
Предварительно в водопроводную воду вводят раздельно указанные соли, либо в виде композиции, содержащей их в заданном соотношении, размешивают до полного растворения, затем готовят обычным способом суспензию.

Пример 3. Внесение необходимого количества солей кальция и магния в тесто и хлеб посредством внесения всего количества добавляемых солей в суспензию прессованных дрожжей для Санкт-Петербурга, г:
Дрожжи прессованные 50
Вода водопроводная 245
Соли кальция (варианты), мг:
а) CaCl₂ 406,2
б) CaCl₂2H₂O 538,1
в) CaCl₂6H₂O 801,6
г) 1М раствор CaCl₂ 3,66 мл
Соли магния (варианты), мг:
а). MgSO₄7H₂O 750,4
б) MgCl₂ 289.8
в) 1М раствор MgSO₄ 3,06 мл
г) 1М раствор MgCl₂ 3,06 мл
Пример 4. Внесение необходимого количества солей кальция и магния в тесто и хлеб посредством внесения всего количества добавляемых солей в суспензию прессованных дрожжей для региона, имеющего концентрацию Ca от 15 до 40 мг/л
Дрожжи прессованные 50 г
Вода водопроводная 245 мл
Соли кальция (варианты), мг:
а) CaCl₂ 270,8
б) CaCl₂2H₂O 358,7
г) CaCl₂6H₂O 534,4
д) 1М раствор CaCl₂ 2,44 мл
Соли магния (варианты), мг:
а) MgSO₄7H₂O 375,2
б) MgCl₂ 144,9
г) 1М раствор MgSO₄ 1,53 мл
д) 1М раствор MgCl₂ 1,53 мл
Таким способом можно внести требуемое количество ионов кальция магния в тесто и хлеб, если соотношение дрожжи мука вода составляет 2,5 100 61 (по весу).

Морфология дрожжевых клеток при этом не нарушалась, клетки в суспензии остались круглыми, средних размеров, с нормальным количеством липидных включений, с ровными неутолщенными оболочками. Количество мертвых клеток (при окрашивании метиленовым синим) как в контрольном, так и в опытных образцах не превышает 1 2%
Пример 5. Определение качества густых заквасок для хлеба дарницкого из смеси муки ржаной обдирной и 1-го сорта (табл. 1).

При исследовании качества густой закваски при освежении ее водно-мучной смесью с использованием водопроводной (контроль) и минерализованной воды выяснилось, что при прочих равных условиях (температура, продолжительность брожения), накопление кислотности и подъемная сила контрольной и с предлагаемой минерализацией заквасок оказались практически одинаковыми, а увеличение объема оказалось более выраженным во втором случае.

Пример 6. Ингредиенты для замеса теста пшеничного с добавлением минеральных солей (для Санкт-Петербурга), кг:
Мука пшеничная 100
Соль 1,3
Вода водопроводная 61 л
Дрожжи прессованные хлебопекарные 2,5
Соли кальция (варианты), г:
а) CaCl₂ 20,32
б) CaCl₂2H₂O 26,90
в) CaCl₂6H₂O 40,07г
г) 1М раствор CaCl₂ 183,36 мл
Соли магния (варианты), г:
а) MgSO₄7H₂O 37,51
б) MgCl₂ 14,49
в) 1М раствор MgSO₄ 152,69 мл
г) 1М раствор MgCl₂ 152,69 мл
Остальное по рецепту.

Пример 7. Ингредиенты для замеса теста пшеничного с добавлением минеральных солей для регионов с содержанием Ca²⁺ в воде с 10 40 мг/л, кг:
Мука пшеничная 100
Соль 1,3
Вода водопроводная 61 л
Дрожжи прессованные хлебопекарные 2,5
Соли кальция (варианты), г:
а) CaCl₂ 13,55
б) CaCl₂2H₂O 17,93
в) CaCl₂6H₂O 26,71
г) 1М раствор CaCl₂ 122,24 мл
Соли магния (варианты), г:
а) MgSO₄7H₂O 18,76
б) MgCl₂ 7,24
в) 1М раствор MgSO₄ 76,35 мл
г) 1М раствор MgCl₂ 76,35 мл
Остальное По рецептуре.

Расчетная влажность 46%
Динамика выделения углекислого газа и увеличения объема теста в процессе брожения и расстойки для хлеба белого из муки пшеничной 1-го сорта (табл. 2).

Отмечена тенденция к некоторой интенсификации газообразования в полуфабрикатах на минерализованной Ca и Mg воде и повышению газоудерживающей способности тестовых заготовок в процессе растойки, что является положительным моментом в процессе производства.

Испытания показали, что при прочих равных условиях (температура, продолжительность брожения теста) применение минеральной добавки Ca Mg интенсифицировало газообразование в полуфабрикатах. Готовые образцы хлеба имели практически одинаковые показатели качества по влажности, кислотности, удельному весу, пористости, сжимаемости мякиша и по органолептическим показателям практически не различались и соответствовали требования нормативной документации (табл. 3, приложение).

Пример 8. Тесто для хлеба дарницкого на густой закваске с добавлением композиции минеральных солей (для Санкт-Петербурга), кг:
Мука 100
Вода водопроводная 63 л
Дрожжи прессованные хлебопекарные 2.5
Соли кальция (варианты), г:
а) CaCl₂ 20,99
б) CaCl₂2H₂O 27,78
в) CaCl₂6H₂O 41,39
г) 1М раствор CaCl₂ 189,57 мл
Соли магния (варианты), г:
а) MgSO₄7H₂O 38,74
б) MgCl₂ 14,96
в) 1М раствор MgSO₄ 157,89 мл
г) 1М раствор MgCl₂ 157,89 мл
Остальное по рецептуре.

Показатели качества теста и хлеба дарницкого приведены в табл. 5.

Пример 9. Тесто для хлеба дарницкого на густой закваске с добавлением композиции минеральных солей для регионов с содержанием Ca²⁺ в воде от 10 до 40 мг/л, кг:
Мука 100
Вода водопроводная 63 л
Дрожжи прессованные хлебопекарные 2.5
Соли кальция (варианты), г:
а) CaCl₂ 13,99
б) CaCl₂2H₂O 18,52
в) CaCl₂6H₂O 27,59
г) 1М раствор CaCl₂ 126,25 мл
Соли магния (варианты), г:
а) MgSO₄7H₂O 19,37
б) MgCl₂ 7,48
в) 1М раствор MgSO₄ 78,85 мл
г) 1М раствор MgCl₂ 78,85 мл
(табл. 4, приложение).

Выявлено, что в начале и конце брожения теста консистенция его была близкой, а в период расстойки при более высокой температуре тесто оказалось более пластичным по сравнению с таковым на водопроводной воде. Определение Ca и Mg в водной фазе готового продукта показало, что они находятся в виде, пригодном для усвоения организмом, в требуемом количестве.

Качество хлеба, полученного из теста, приготовленного по рецептуре примера 8 и 9, полностью совпадают. Введение жидких концентратов Ca и Mg удобнее в процессе замеса теста.

После выпечки определяли количество Ca и Mg в дарницком хлебе.

Определение физиологического уровня потребления элементов Ca и Mg в питьевой воде и водной фазе пищевых продуктов определялось на животных (крысы, кролики).

В результате в хлебе содержание Ca и Mg при введении минеральной добавки увеличивается в водной фазе хлеба, а Mg находится в достаточном количестве для обеспечения усвоения Ca.

При снижении содержания Ca в воде в пределах от 7 до 0 мг/л наблюдается обратнопропорциональный уровню Ca парадоксальный эффект накопления Ca в исследуемых тканях сердечно-сосудистой системы: соответственно в стенке аорты 3,65 0,7, в миокарде 0,34 0,09, на фоне повышенной резорбции Ca из костной ткани (содержание Ca в диафизе голени 290 мг/г сырого веса против 340 мг/г) и снижение уровня Ca в крови (до 1,7 ммоль/л). Эффект парадоксального накопления Ca в стенке аорты сопровождался повышением ее жидкости и нарушением сократительной деятельности сердца. В 20 25% случаев у этих животных развивается артериальная гепертензия и в 1,5 раза увеличивается транспорт Ca через мембраны эритроцитов.

Увеличение Ca до концентрации в пределах 140 180 мг/л, т.е. использование жесткой воды также приводило к повышению кальцийаккумулирующей способности тканей сосудистой стенки, миокарда соответственно 4,9 0,8 и 0,42 0,06 мг/г сырого веса ткани. Этот эффект был тем больше, чем ниже в воде была концентрация магния.

Физиологическим оказались колебания магния как в питьевой воде, так и в воде для замеса с предлагаемой минеральной добавкой. Для замеса в добавке Mg от 30 до 60 мг/л. При этом содержание Mg в тканях находилось в нормальных пределах: 1,2 0,3 в аорте и 0,3 0,05 в миокарде.

При использовании минерализованной воды с содержанием Mg менее 30 мг/л развиваются изменения некоторых электрофизиологических характеристик ритма, повышение в 1,5 раза уровня Ca во внутриклеточных структурах клеток кровяных пластинок биохимические признаки повышения сосудистого тонуса и развитие артериальной гипертензии: повышение артериального давления в среднем по группе до 145 20 мм рт.ст. (против 110 18 в группе животных, получавших хлеб на "сбалансированной" воде). Усиливалась аккумуляция кальция тканями.

Повышение концентрации Mg в минеральной добавке более 70 мг/л не проявляется ни в качестве хлеба, ни физиологически. Кроме того, некоторые виды муки и теста содержат необходимое количество Mg в усвояемой форме, это следует учитывать при расчете "региональной" добавки с поправкой на конкретную муку.

Предложение учитывает преобразование продукта в процессе замеса, брожения, формировки, расстойки и выпечки и обеспечивает элементы Ca и Mg в конечном готовом продукте в усвояемой форме в виде растворимых солей.

Применение способа позволит населению получать с продуктом широкого повседневного потребления физиологически необходимые элементы. Компенсировать полностью недостаток кальция и магния в регионе такой способ не позволяет, но существенно поможет населению снизить патологические изменения, связанные с несбалансированным минеральным составом как в случаях с нехваткой ионов Ca и Mg, значительно снизить связанный с этими факторами риск возникновения заболеваний, вызванных, в частности "парадоксальным" накоплением Ca в тканях.

Водная фаза хлеба, приготовленного по предложению, была апробирована в лаборатории экспериментальной и клинической кардиологии Института физиологии им. И. П.Павлов РАН на моделях и животных. Испытания подтвердили достижение технического результата эффекта, заключающегося в соответствии физиологическим требованиям. Усвоение кальция связано с соотношением концентраций Ca и Mg в оговоренных в способе пределах в водной (растворимой) фазе хлеба. Опыты показали, что у крыс с парадоксально высокой кальций-аккумулирующей способностью тканей на фоне приема "мягкой" (водопроводной) воды после перехода на употребление " сбалансированного" по кальцию и магнию воды с их растворимыми солями происходила нормализация многих физиологических показателей: снижение содержания Ca в сосудистой стенке, снижение артериального давления, повышение содержания кальция в костной ткани и нормализация показателей в сыворотке крови.

Содержание Ca и Mg в крови и тканях при низком и нормальном содержании Ca и Mg в воде, на которой замешивали тесто иллюстрируется в табл. 6.

Использование предлагаемого способа приготовления диетических хлебобулочных изделий обеспечивает лучшую усвояемость минеральной добавки, возможность получать продукт с лечебно-профилактическими свойствами при заболеваниях опорно-двигательной системы у детей (рахит) и взрослых (остеохондроз), заболеваниями раннего детства, патологии в акушерстве, нарушениями лактации, а также часто встречающейся Ca-зависимой гипертонической болезнью.

Противопоказаний нет.

Качество хлеба не ухудшается, а по многим показателям улучшается.

Формула изобретения

Способ приготовления диетических хлебобулочных изделий, предусматривающий замес теста из муки, дрожжей, соли, воды, минеральной кальциево-магниевой добавки и остальных компонентов, предусмотренных рецептурой, отличающийся тем, что предварительно в воду вводят минеральную добавку в виде водорастворимых солей Ca и Mg в количестве, адекватном физиологическим потребностям организма с учетом регионального состава, питьевой воды Ca²⁺ 80 120 мг/л, Mg²⁺ 30 60 мг/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6