ОБОСНОВАНИЕ СРОКОВ ГОДНОСТИ ОБОГАЩЕННЫХ БЕЛЬГИЙСКИХ ВАФЕЛЬ
ОБОСНОВАНИЕ СРОКОВ ГОДНОСТИ ОБОГАЩЕННЫХ БЕЛЬГИЙСКИХ ВАФЕЛЬ
Аннотация
Разработка рецептур мучных кондитерских изделий с использованием растительных компонентов и безглютеновых мучных композиций вносит вклад в реализацию здорового питания населения в соответствии со «Стратегией повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года», ориентированной на обеспечение полноценного питания населения, профилактику заболеваний, и восполнение дефицита пищевых волокон и микронутриентов.
В статье представлены результаты установления и обоснования срока годности безглютеновых бельгийских вафель, приготовленных из мучной смеси (рисовая, кукурузная, амарантовая мука в соотношении 40:40:20) с добавлением морковного жмыха. Отсутствие глютена в образцах подтверждено иммунохроматографическим тестом. Содержание пищевых волокон в готовом продукте составило 2,6 г/100 г, каротиноидов — 0,6 мг/100 г. Образцы закладывали на хранение при температуре минус 18±1°C в вакуумной упаковке на 108 суток (коэффициент резерва 1,2).
Установлено, что на 90-е сутки хранения показатель КМАФАнМ достиг 5,9·103 КОЕ/г, превысив нормативное значение (5·103 КОЕ/г). Патогенные, санитарно-показательные и условно-патогенные микроорганизмы не обнаружены.
На основании оценки результатов исследований по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям установлен срок годности продукта — 60 суток. Полученные данные могут быть использованы предприятиями кондитерской отрасли, специализирующимися на выпуске безглютеновых мучных кондитерских изделий.
1. Введение
Глютен (глиадин) и другие родственные белки злаковых (проламины) являются причиной развития целиакии и родственных заболеваний. Больные целиакией для предотвращения обострений обязаны постоянно контролировать свою диету на содержание глютена в рационе. Однако зачастую незаявленный глютен может присутствовать в продуктах, что является нарушением и может представлять опасность для потребителей, страдающих непереносимостью данного компонента.
Ключевая технологическая проблема при создании безглютеновых мучных кондитерских изделий связана с отсутствием — белка (глютена), формирующего структурный каркас теста. Замена пшеничной муки на один вид безглютеновой муки часто приводит к получению продуктов с неудовлетворительными органолептическими свойствами и пониженной пищевой ценностью.
В связи с этим актуальным направлением становится разработка композитных мучных смесей, сочетающих преимущества разных видов безглютеновой муки, а также использование вторичных ресурсов переработки растительного сырья. Их применение в рецептурах позволяет повысить пищевую ценность, улучшить цвет изделий и частично решить проблему утилизации отходов.
Разработке безглютеновых вафель и использованию в их составе вторичного растительного сырья посвящен ряд работ.
Отечественными учеными проводятся исследования по применению различных нехлебопекарных видов муки и овощного сырья в технологии вафельных кондитерских изделий, что обеспечивает высокий уровень органолептических характеристик, коррекции пищевых дефицитов и различную диетическую направленность.
Так, предложен способ производства безглютеновых вафель с использованием рисовой муки и многокомпонентной мучной смеси, что позволило получить вафли с повышенной пищевой ценностью и функциональной направленностью. Разработана технология получения безглютенового вафельного листа на основе рисовой и гречневой муки. Изучено влияние различных видов безглютеновой муки (кукурузной, рисовой, гречневой, а также их смесей с крахмалом) на стабилизацию процесса выпечки, улучшение качества и увеличение срока хранения вафельных листов
, , . Разработана технология по изготовлению вафельных изделий рисовой, овсяной, сорговой муки взамен пшеничной муки, позволяющая получать изделия удовлетворительного качества , , , . Проводятся исследования по использованию растительных жмыхов в пищевых продуктах .Известен ряд работ, посвященных разработке рецептур вафель и блинов с использованием муки из риса сорта Riceberry и добавлением сахарозаменителей и стабилизаторов, а также изучению их влияния на органолептические и текстурные показатели готового продукта
, . Проводятся исследования по установлению оптимальной дозировки окары (соевого жмыха) в безглютеновых хрустящих вафлях .Однако ограниченный срок хранения вафельных изделий актуализирует проведение исследований по обоснованию сроков годности и изменениям показателей качества в условиях хранения при низких температурах.
Цель работы — экспериментальное установление и научное обоснование срока годности безглютеновых бельгийских вафель при температуре хранения минус 18±1 °С.
Задачи:
1) исследовать образцы вафель на содержание глютена;
2) изучить динамику изменения органолептических, текстурных и физико-химических показателей в процессе хранения;
3) определить микробиологическую безопасность образцов и установить срок годности.
2. Методы и принципы исследования
Объектом исследования являлись образцы бельгийских вафель, приготовленные из следующего вида сырья, представленного в таблице 1.
Таблица 1 - Перечень сырья
Наименование | Производитель | Нормативный документ |
Мука рисовая | «Селяночка», ООО «ХЛЕБЗЕРНОПРОДУКТ», Россия, Ростовская обл., г. Таганрог | ТР ТС 021/2011, СТО |
Мука кукурузная | «Селяночка», ООО «ХЛЕБЗЕРНОПРОДУКТ», Россия, Ростовская обл., г. Таганрог | ТР ТС 021/2011, СТО |
Мука амарантовая | «Eleo», ООО «Специалист», Россия, Алтайский край, г. Бийск | ТР ТС 021/2011 |
Пекарский порошок | «ЭТОНОВО». ООО «ТД» МАНХЭТТЕН», Россия, Московская обл., г. Сергиев Посад | ТР ТС 029/2011 |
Сахар-песок | «Smart», ИП Баев Владимир Владимирович, Россия, Калининградская обл., г. Калининград | ТР ТС 021/2011, ГОСТ 33222-2015 |
Соль поваренная | ОАО «Мозырьсоль», Беларусь, Гомельская обл., г. Мозырь | ТР ТС 021/2011, ГОСТ Р 51574-2018 |
Сухое обезжиренное молоко | «Добрый удой». ГК «Дитол», Россия, Ленинградская обд., дер. Заневка | ТР ТС 033/2011, ТУ |
Меланж яичный пастеризованный | «METRO CHEF», Россия | ТР ТС 021/2011, ГОСТ 30363-2013 |
Масло сливочное (м.д.ж. 82,5%) | ООО «Залесский Фермер», Россия, Калининградская обл. | ТР ТС 033/2011, ГОСТ 32261-2013 |
Жмых морковный | (Морковь свежая мытая) ООО «Агрофабрика Натурово», Россия, Калининградская обл., г. Калининград | ТР ТС 021/2011 |
Все используемое сырьё и полуфабрикаты для проведения эксперимента по показателям качества и безопасности соответствовали требованиям нормативной документации.
Морковный жмых получали из свежей мытой моркови (свежая столовая морковь — Daucus carota L.) путем отжима на центробежной соковыжималке (Robot Coupe J80) производительностью 120 л/час.
По рецептуре (табл. 2) были изготовлены опытные образцы вафель. При их изготовлении была выбрана безглютеновая мучную смесь, состоящая из рисовой, кукурузной и амарантовой муки в соотношении 40:40:20. Указанное соотношение было установлено на основании научных исследований, представленных в работах
, .Часть мучной смеси (15% от общей массы муки) заменяли морковным жмыхом — вторичным продуктов переработки моркови при производстве соков. Морковный жмых, использованный в рецептуре, является источником каротиноидов и пищевых волокон. В промышленных условиях продукт зачастую утилизируется, поэтому его применение в технологии мучных кондитерских изделий способствует решению задачи рационального использования сырья. Дозировка 15% обеспечила оптимальный баланс между степенью обогащения и сохранением технологических свойств теста, а также позволила получить готовые вафли с высокими органолептическими характеристиками, лучшими текстурными и реологическими показателями по сравнению с другими вариантами.
Таблица 2 - Рецептура безглютеновых вафель
Сырье и полуфабрикаты | Расход сырья на 1000 кг вафель, кг |
Мука рисовая | 155,7 |
Мука кукурузная | 155,7 |
Мука амарантовая | 77,9 |
Пекарский порошок | 11,7 |
Сахар-песок | 67,1 |
Соль поваренная | 5,1 |
Сухое обезжиренное молоко | 57,7 |
Вода питьевая | 445,5 |
Меланж яичный пастеризованный | 251,6 |
Масло сливочное (м.д.ж. 82,5%) | 81,2 |
Жмых морковный (м.д.в. 85,0±2,0%) | 68,6 |
Выход теста, кг | 1377,8 |
Выход вафель, кг | 1000,0 |
Для проведения исследования была изготовлена опытная партия безглютеновых бельгийских вафель. Замораживание образцов проводили в камере шоковой заморозки при температуре минус 38±1°С в течение 50 минут до достижения температуры минус 12±1°С в толще продукта. Замороженные образцы вафель упаковывали в пакеты из полипропилена (60 мкм) и вакуумировали (каждый в индивидуальной упаковке) и закладывали на хранение при температуре минус 18±1°С. Перед проведением измерений образцы размораживали воздушным способом при температуре 2–6 °C и отепляли до температуры 20±1°C.
Контрольные точки отбора проб для анализа устанавливали в соответствии с рекомендациями МУК 4.2.1847-04 и с учётом коэффициента резерва 1,2: фон (0 суток), 30, 60, 90, 108 суток хранения.
Экспериментальные исследования выполнены в лабораториях кафедр технологии продуктов питания и водных биоресурсов и аквакультуры Калининградского государственного технического университета (ФГБОУ ВО «КГТУ») и лаборатории нормирования и стандартизации Атлантического филиала ФГБНУ «ВНИРО»
Определение глютена проводили с использованием иммунохроматографического теста «ХЕМАТест ГЛЮТЕН» (ООО «ХЕМА», Россия). Тест основан на принципе иммунохроматографии и применяется для качественного обнаружения глютена (глиадина) в пищевых продуктах, смывах с посуды и технологического оборудования (рис.1).
Тест на глютен:
а – пробирка для экстракции; б – пробирка для анализа; в – тестовые полоски
Физико-химический анализ включал определение массовой доли влаги в исходном сырье (морковном жмыхе) и готовых вафельных изделиях. Измерения проводили стандартными методами высушивания по ГОСТ 28561-90 (для жмыха) и ГОСТ 5900-2014 (для готовой продукции). Кислотность продукта устанавливали в соответствии с ГОСТ 5898-2022 титриметрическим методом.
Массовую долю белка определяли по ГОСТ 34551-2019 методом Кьельдаля, золы – по ГОСТ 5901-2014 методом озоления, жира — по ГОСТ 31902-2012 экстракционно-весовым методом. Содержание пищевых волокон исследовали согласно ГОСТ Р 54014-2010 ферментативно-гравиметрическим методом. Определение каротиноидов проводили по ГОСТ Р 54058-2010 спектрофотометрическим методом.
Оценка готового продукта по органолептическим показателям проводилась на основе разработанной пятибалльной шкалы дегустационной комиссией, состоящей из 5 человек.
Структурно-механические (текстурные) характеристики образцов исследовали инструментальным методом на текстурометре «Brookfield CT3». Параметры текстуры фиксировали при помощи акрилового цилиндрического индентора диаметром 38 мм. Условия измерения: скорость перемещения шпинделя 2 мм/с, глубина погружения в образец 5 мм.
Микробиологическую безопасность и стабильность оценивали по стандартным методикам, регламентированным для пищевых продуктов. Определяли следующие показатели: общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (ГОСТ 10444.15-94); наличие бактерий группы кишечных палочек (ГОСТ 31747-2012); присутствие Staphylococcus aureus (ГОСТ 31746-2012); количество сульфитредуцирующих клостридий (ГОСТ 29185-2014); наличие дрожжей и плесневых грибов (ГОСТ 10444.12-2013); отсутствие патогенных микроорганизмов, включая бактерии рода Salmonella (ГОСТ 31659-2012).
В соответствии с рекомендациями по обоснованию сроков годности МУК 4.2.1847-04 проводили испытания образцов в течение 108 суток с учетом коэффициента резерва 1,2.
Все измерения проводили в трёхкратной повторности. Статистическую обработку и анализ полученных данных проводили с использованием профессионального программного обеспечения: Rheocalc, TexturePro CT и пакета приложений Microsoft Office 2024.
3. Основные результаты
При проведении иммунохроматографического теста глиадин связывается специфическими антителами, нанесенными на тест-полоску и на поверхность окрашенных микрочастиц. В результате их взаимодействия образуется комплекс, видимый в форме цветной линии.
Метод использует пару моноклональных антител, что обеспечивает высокую чувствительность и специфичность, в том числе после продолжительной тепловой обработки пищевых продуктов.
Небольшой фрагмент исследуемого образца (около 1 г) отделяли по диаметру пробирки для экстракции (рис. 1а) с использованием чистых одноразовых инструментов. Измельченный продукт помещали в пробирку для экстракции, добавляли буферный раствор до метки «5 мл», закрывали крышкой и встряхивали 30–40 секунд. После осаждения частиц с помощью пипетки отбирали 4 капли экстракта (для порога чувствительности 2 ppm) или 8 капель (для порога 20 ppm) и переносили в пробирку для анализа (рис. 1б). Содержимое встряхивали 5–10 секунд, затем погружали тест-полоску до риски в полученный раствор на 5-10 секунд и оставляли её на чистой поверхности на 15 минут.
По истечении указанного времени на тест-полосках сформировалась только одна (контрольная) цветная линия (рис. 1в), что соответствует отрицательному результату. Следовательно, содержание глютена в исследуемом образце ниже порогов обнаружения (2 ppm и 20 ppm).
Результаты органолептической оценки бельгийских вафель в процессе хранения отражены на профилограмме (рис. 2).
Рисунок 2 - Органолептическая оценка бельгийских вафель в процессе хранения
Согласно требованиям МУК 4.2.1847-04, снижение среднего значения органолептических показателей в течение проектируемого срока годности не должно превышать 0,5 балла. Изменение среднего балла показало снижение на 0,3 балла (с 4,8 в фоновой точке до 4,5 на 60 сутки), что остаётся в рамках нормы. К 90 суткам установлено снижение среднего балла на 1,1 балла (с 4,8 до 3,7 балла), что не соответствует требованиям нормативного документа.
Параметры текстуры готовых изделий в процессе хранения представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Параметры текстуры бельгийских вафель в процессе хранения
Параметр текстуры | Фон | 30 дней | 60 дней | 90 дней | 108 дней |
Твердость, Н | 14,61±0,52 | 22,30±1,08 | 31,50±2,47 | 41,27±3,33 | 44,80±2,73 |
Адгезивность, мДж | 0,20±0,01 | 0,60±0,02 | 0,40±0,03 | 0,20±0,01 | 0,15±0,01 |
Индекс упругости | 0,31±0,02 | 0,34±0,01 | 0,39±0,01 | 0,45±0,03 | 0,48±0,03 |
Прожевываемость, Н | 10,42±0,41 | 14,41±0,56 | 22,47±1,35 | 30,87±2,48 | 34,30±2,08 |
Анализ текстурных характеристик показал, что в процессе хранения наиболее существенные изменения претерпели твердость и прожевываемость. Твердость образцов увеличилась с 14,61 Н (фон) до 44,80 Н (108 суток), что в 3,1 раза выше начального значения. Прожевываемость выросла с 10,42 Н до 34,30 Н, что в 3,3 раза превышает значение в фоновой точке. Данные изменения коррелируют с изменением органолептической оценки по показателю «текстура», который снизился с 4,6 балла в фоновой точке до 2,5 балла на 108 сутки, что сопровождалось появлением суховатой консистенции готовых изделий.
Полученные данные о росте твёрдости вафель в процессе низкотемпературного хранения согласуются с результатами работ авторов, которые отметили увеличение твёрдости корки и мякиша безглютенового хлеба после 28 суток хранения при температуре минус 18°С
.Оценка физико-химических показателей (табл. 4) выявила стабильность показателя массовой доли влаги и кислотности в процессе хранения.
Таблица 4 - Физико-химические показатели готовых изделий
Показатель | Фон | 30 дней | 60 дней | 90 дней | 108 дней |
Массовая доля влаги, % | 32,9±0,4 | 32,7±0,4 | 32,3±0,4 | 32,1±0,4 | 32,0±0,4 |
Кислотность, °Т | 1,6±0,1 | 1,5±0,1 | 1,6±0,1 | 1,7±0,1 | 1,7±0,1 |
Для оценки безопасности образцов были проведены микробиологические исследования свежеприготовленной вафли и в замороженных вафель в процессе хранения (табл. 5).
Таблица 5 - Результаты микробиологических испытаний проб замороженных безглютеновых бельгийских вафель при установлении срока годности
Контрольные точки проведения испытаний (сутки) | Микробиологические показатели | |||||
Допустимый уровень (КОЕ/г) | Масса продукта (г), в которой не допускается | |||||
КМАФАнМ (5,0·103) | Плесени (100), дрожжи (50) | БГКП (0,1) | S. aureus (0,1) | Сульфитредуцирующие клостридии (0,1) | Salmonella (25) | |
0 (фон) | 1,7·103 | П: менее 5 Д: менее 15 | Не обн. | Не обн. | Не обн. | Не обн. |
30 | Менее 1,0·101 | П: менее 5 Д: менее 15 | «-» | «-» | «-» | «-» |
60 | 3,2·102 | П: менее 5 Д: менее 15 | «-» | «-» | «-» | «-» |
90 | 5,9·103 | П: менее 5 Д: менее 15 | Не обн. | Не обн. | Не обн. | Не обн. |
108 | 7,4·104 | П: менее 5 Д: менее 15 | Не обн. | Не обн. | Не обн. | Не обн. |
Во всех контрольных точках патогенные, санитарно-показательные, условно-патогенные микроорганизмы не были обнаружены. Бактерии группы кишечных палочек, золотистый стафилококк, сульфитредуцирующие клостридии и сальмонелла отсутствовали во всех пробах.
Плесени и дрожжи на протяжении всего срока хранения не превышали 5 КОЕ/г и 15 КОЕ/г соответственно.
На начальном этапе был проведен анализ микробного фона образцов бельгийских вафель (свежеприготовленный продукт) перед закладкой их на хранение. Показатель КМАФАнМ составил 1,7·103 КОЕ/г и не превышал нормативных значений. Микробный фон был представлен исключительно грамположительными кокками (100%). Исследуемые образцы были подвергнуты замораживанию и упаковке под вакуум с последующим холодильным хранением при температуре минус 18±1°С.
На 30-е сутки хранения образцов под воздействием анаэробной среды (вакуумной упаковки) произошло снижение обсемененности: КМАФАнМ уменьшился до менее 1,0·101 КОЕ/г. В микробном фоне преобладали грамположительные кокки (70%), появились грамположительные палочки без спор (30%).
На 60-е сутки хранения отмечено возрастание КМАФАнМ на порядок (до 3,2·102 КОЕ/г). Доля палочек в микробном фоне составила 90%, тогда как доля кокков сократилась до 10%, что, вероятно, связано с различной выживаемостью разных групп микроорганизмов при замораживании и последующем размораживании.
На 90-е сутки хранения показатель КМАФАнМ (5,9·103 КОЕ/г) превысил нормативное значение (5,0·103 КОЕ/г) согласно ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». В микробном фоне кокки отсутствовали, доля палочек без спор снизилась до 5%, появились спорообразующие грамположительные палочки, которые стали преобладать (95%). Превышение количества микроорганизмов связано с активизацией палочковидной микрофлоры, обсеменение которой увеличивается за счет внесения растительных компонентов (морковного жмыха). Палочковидные бактерии лидируют в микробной порче пищевых продуктов.
К концу срока хранения на 108-е сутки состав микробного фона был представлен исключительно грамположительными палочками со спорами (100%).
На основании полученных данных заключили, что установление срока годности 60 суток является обоснованным, поскольку после этого срока наблюдается превышение нормативного значения КМАФАнМ. Исследования проводились после 60 суток с двумя точками контроля на 90-е и 108-е сутки хранения, что позволяет уверенно подтвердить, что именно 60 суток является конечным сроком, в течение которого продукт соответствует требованиям безопасности.
Химический состав исследуемого образца на конец срока годности представлен в таблице 6.
Пищевая и энергетическая ценность опытного образца вафель
на 100 г продукта
Показатель | Безглютеновая бельгийская вафля |
Энергетическая ценность, ккал | 314±17,2 |
Белки, г | 9,7±0,5 |
Жиры, г | 10,3±0,8 |
Углеводы, г | 44,3±1,9 |
Пищевые волокна, г | 2,6±0,2 |
Каротиноиды, мг/100г | 0,600 ±0,005 |
Содержание каротиноидов и пищевых волокон в опытных образцах обеспечивается за счет внесения морковного жмыха, а также кукурузной и амарантовой муки.
4. Заключение
Научно обосновано и экспериментально подтверждено получение безглютеновых бельгийских вафель, обогащенных пищевыми волокнами и каротиноидами, за счет использования мучной смеси (рисовая, кукурузная, амарантовая мука в соотношении 40:40:20) и морковного жмыха. Разработанная рецептура позволяет получить продукт с высокими органолептическими характеристиками в условиях низкотемпературного хранения в вакууме, обеспечить повышенную пищевую ценность в результате увеличения содержания пищевых волокон (2,6 г/100 г) и каротиноидов (0,6 мг/100 г).
Изучена динамика изменения органолептических, физико-химических, микробиологических показателей в процессе низкотемпературного хранения (минус 18±1°С) бельгийских вафель, е содержащих глютен в вакуумной упаковке в течение 108 суток.
Внешний вид и цвет образцов оставались стабильными в процессе низкотемпературного хранения. Запах постепенно ослабевал. На 60 сутки усилился вкус кукурузы, появилась выраженная сухость и рыхлость. Отмечено снижение органолептических характеристик на более чем 0,5 балла от фоновой точки на 90-е сутки хранения.
Показатели твёрдость и прожевываемость увеличились в 3 раза (с 14,61 Н до 44,80 Н и с 10,42 Н до 34,30 Н). Благодаря герметичной упаковке снижение показателя массовой доли влаги в образцах практически не отмечено. Показатель кислотности на протяжении всего срока хранения оставался стабильным.
Установлено превышение нормативного значения показателя КМАФанМ (5·103 КОЕ/г) на 90-е сутки хранения (5,9·103 КОЕ/г).
С учётом комплексной оценки срок хранения обогащенных бельгийских вафель при температуре минус 18±1°С составил 60 суток.
Результаты исследований могут служить основой для внедрения разработанной рецептуры на предприятия, специализирующихся на выпуске безглютеновых мучных кондитерских изделий. Направления дальнейших исследований заключаются в изучении возможности продления срока годности за счет оптимизации рецептуры и технологических параметров.