ТЕХНОЛОГИИ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЫКВЫ. МОНОГРАФИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЫКВЫ

МОНОГРАФИЯ

Рецензенты:

Коцарева Н.В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства, селекции и овощеводства

Авторы: Рядинская А. А., Ордина Н. Б., Мезинова К. В., Кощаев И. А., Захарова Д. А., Чуев С. А.

© А. А. Рядинская, 2021

© Н. Б. Ордина, 2021

© К. В. Мезинова, 2021

© И. А. Кощаев, 2021

© Д. А. Захарова, 2021

© С. А. Чуев, 2021

ISBN 978-5-0051-8712-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

ВВЕДЕНИЕ

Для здоровья человека одним из самых важных и определяющих факторов на протяжении тысячелетий является правильное питание. Тем не менее из-за ухудшения состояния экологический обстановки по всеми миру, а также стремительного роста производств все чаще возникают трудно решаемые проблемы в вопросе обеспечения населения качественным питанием.

Как итог – мы все чаще не можем удовлетворить наш организм требуемым им питательными элементами. Поэтому с каждым днем становится все более актуальна необходимость повышения пищевой ценности потребляемых практически ежедневно групп продуктов.

В структуре питания населения Белгородской области преобладает углеводная направленность рационов, низкий уровень употребления белков. Ниже рекомендуемых норм остается потребление рыбы и рыбопродуктов-33,8% от необходимого, молока и молочных продуктов – 54,9%, мяса и мясопродуктов – 74,4%. О значительном дефиците микронутриентов, а в частности витаминов, микроэлементов в питании населения можно утверждать по небольшому уровню потребления таких продуктов, как овощи и бахчевые -78% от рекомендуемых норм, фрукты и ягоды – 42,5%. Наряду с этим можно отметить, что в области растет потребление безалкогольных напитков. Особенно они популярны среди таких слоев населения как дети и молодежь, а также люди преклонного возраста.

По этой причине на сегодняшний день важным направлением представляется разработка технологий и расширение ассортимента в условиях современного пищевого производства функциональных пищевых продуктов, способствующих снижению риска развития заболеваний и поддержанию здоровья человека.

Неоспоримым условием поддержания и укрепления здоровья человека из любой страны мира является предоставление населению безвредной пищи высокого качества. В нашей стране на законодательном уровне приняты нормативные документы, нацеленные на помощь в развитии здорового питания. Ратифицированы «Стратегия национальной безопасности РФ до 2030 года» (Указ Президента Российской Федерации от 13.05.2017 г. №208), «Основы государственной политики РФ в области здорового питания населения до 2020 года» (распоряжение Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 года №1873-р), «Доктрина продовольственной безопасности» (Указ Президента Российской Федерации от 21 января 2020 года №20). В приведенных документах отмечено – вопреки положительным тенденциям в питании населения, смертность от хронических болезней существенно выше, чем в большинстве европейских стран, что в первую очередь связано с алиментарным фактором. С даты принятия этого документа прошло немало времени, а развитие индустрии продуктов здорового питания остается важной задачей в нашей стране.

В условиях осуществления Концепции здорового питания населения Российской Федерации образовательным учреждениям (вузам) научно-технического профиля установлена основная роль в сфере исследований и разработок научно—обоснованных рецептур и технологий изготовления функциональных продуктов и роста грамотности населения в вопросах здорового питания. Проведенные исследования демонстрируют относительно небольшой уровень потребления функциональных продуктов в РФ, что согласно оценке экспертов разъясняется невысокой заинтересованностью покупателей в этой группе товаров. Данный факт обуславливается недостаточным информированием жителей либо совершенно полным неимением познаний у потребителей о продуктах функциональной направленности. В рамках инноваторской деятельности важно не только осуществлять разработку функциональных продуктов и создавать условия для их производства, но и воспитывать покупательское предпочтение к ним, в результате чего будет достигнуто обеспечение жителей нашей страны здоровым питанием.

Разработке и производству продуктов, которые не только являются поставщиками питательных веществ но и положительно действуют на отдельные органы и в целом на организм человека, всегда уделялось большое внимание.

Одной из действенных стезей компенсации алиментарной дефицитности в питании считается постоянное включение в каждодневный рацион функциональных пищевых продуктов, а также напитков с разной функциональной направленностью.

Принимая во внимание нутриентную недостаточность рационов и обусловленное этим общее увеличение заболеваемости, включая отклонения желудочно – кишечного тракта, сопровождаемых нарушениями, считается актуальной разработка продуктов обладающих пребиотическими качествами, содействующих натуральному укреплению иммунитета посредством стимулирования увеличения числа и развития лакто —

и бифидобактерий, базовой составляющей которых являются сухие сбалансированные композиции.

Данные продукты представляют собой более комфортную

и доступную форму получения важных нутриентов в тех количествах, которые правильно отображают физиологические потребности здорового человека. Они имеют все шансы использоваться как готовый полноценный завтрак, а еще как небольшой перекус во время промежутков между главными приемами пищи; совет по их использованию может быть дан людям, которые ведут энергичный образ жизни, занятых фитнесом и спортом, либо просто следящим за собственным весом.

Отличительной особенностью функциональных продуктов, полученных из сбалансированных композиций, считается их многокомпонентность.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЫКВЫ

1.1. Потребительские свойства, значение тыквы и продуктов её переработки в питании

Выращиваемая в промышленных масштабах тыква – ценный источник ряда важнейших биологически активных соединений. В составе ее плодов очень много цинка, так необходимого мозгу. Тыква считается диетическим овощем.

Тыква содержит много витаминов и витаминоподобных веществ,

в частности витамин С, укрепляющий иммунитет, способствующий обмену веществ. В отличие от цитрусовых, содержащих ее в 4 раза больше и часто вызывающих аллергию при большом употреблении, в 100 г тыквы содержится 14 мг витамина, что является достаточным, но не вызывающим аллергию, количеством (Фёдорова Р. А., 2020)

Основная доля сухих веществ овоща представлена углеводами – усвояемыми моно- (глюкоза и фруктоза), ди- (сахароза) и неусвояемыми полисахаридами (пектиновыми веществами). Простые сахара, придают тыкве сладкий вкус, являются основными поставщиками энергии, способствуют усвояемости пищевых веществ. В основном сахара представлены сахарозой (2,9%). Пектиновые вещества представлены в большем объеме протопектином (1,1%), который и обуславливает плотность мякоти. Легкоусвояемые углеводы тыквы необходимы для питания всех клеток.

Биологическая ценность овощи невелика, поскольку содержит 0,89% белков, большинство из которых являются неполноценными. Минеральный состав характеризуется содержанием калия, магния, и небольшого количества фосфора и кальция. Витаминная ценность тыквы, связана с высоким содержанием β-каротина, который необходим для роста и развития организма, формирования скелета, функционирования клеток эпителия и слизистых оболочек глаз, дыхательных, пищеварительных и мочевыводящих путей.

Пищевые волокна тыквы служат питательной средой для анаэробных бактерий. Они помогают в переваривании пищи и угнетают развитие патогенной микрофлоры кишечника, вбирают в себя вредные вещества и выводят их из организма, выполняя роль энтеросорбента.

Тыква обладает низкой кислотностью, в результате чего кислый вкус практически не ощущается, что подтверждается достаточно высоким сахарокислотным индексом – 48,4 от. ед. Органические кислоты (в основном яблочная и лимонная) оказывают влияние на обменные процессы организма человека, играют роль антиокисдантов, участвуют в окислительных процессах, регулируют обмен веществ в организме (Глебова С. Ю., Голуб О. В., Хабаров С. Н., 2017).

В тыквенной мякоти присутствуют и витамины группы В. Витамин В1 оказывает благоприятное воздействие на нервную систему, улучшает работу сердца. Витамин В2 влияет на кроветворение, улучшает зрение, витамин В3 помогает при депрессиях, повышенном холестерине и защищает при различных инфекциях. Этот витамин не распадается даже при термообработке тыквы, вследствие чего тыква полезна в любом виде. Благодаря фолиевой кислоте в тыкве происходит образование эритроцитов и лейкоцитов. Тыква содержит также редкий витамин Т, стимулирующий образование тромбоцитов и нормализующих свертывание крови. Витамин Е – известный антиоксидант.

Тыква обеспечена и макроэлементами, в частности немалым количеством калия – 200 мг/100 г, отвечающим за работу сердца, выведение лишней жидкости, а также кальцием и фосфором, необходимыми для развития и поддержания в нормальном состоянии костной ткани. Магний тоже нормализует обменные процессы и полезен для нервной системы.

Микроэлементы представлены железом, йодом, цинком, марганцем, медью и редким кобальтом. Благодаря этим микроэлементам активируется иммунитет, улучшается работа щитовидной железы, мозга, укрепляются сосуды (Бисчокова Ф. А., Бориева Л. З., Шогенова И. Б., 2017).

Тыква – Cucurbita – является тем видом сырья, которое, во – первых, произрастает на внутренних территориях государства, во – вторых, в течение длительного времени не теряет потребительские качества. Её лечебно-профилактические свойства были упомянуты еще философом и врачом Авиценной. Содержание провитамина А в тыкве превосходит его количество в 5 крат по сравнению с морковью и в 3 – говяжью печенью.

Тыквенная мякоть считается очень легкой пищей, низкокалорийным продуктом. За счет содержания растительных волокон и пектина представляет собой отличное профилактическое средство против атеросклероза. В тыкве много воды и солей калия, следовательно, это хорошее мочегонное средство (Курцева В. Г.,2020).

Высокой антиоксидантной активностью обладают содержащихся в плодах тыквы фенольные соединения, в том числе флавоноиды, антоцианы, флавонолы, производные коричной кислоты и других вещества. Высокой антиоксидантной активностью и пищевой ценностью обладают, как вегетативные, так и генеративные органы, в том числе цветки и семена тыквы крупноплодной. Мякоть плодов тыквы широко используется для создания продуктов питания функционального назначения, в том числе новых на основе инновационных технологий переработки (Степанюк Н. В., Бухарова А. Р., Бухаров А. Ф., 2019).

Тыква занимает отдельное место среди огромного числа овощных культур используемых в питании человека. Является излюбленным продуктом питания во многих странах. Она используется не только

как отдельный продукт, но и как сырье для консервной и кондитерской промышленности, и применяется даже в фармацевтике. Тыква признана одной из ценных сельскохозяйственных культур.

Тыква и продукты ее переработки комплексно сочетают в себе пектиновые вещества и β-каротин, тем самым наполняя организм человека пектином, обладающим великолепным абсорбирующим действием и β-каротином, являющимся источником ненасыщенного углеводорода, жирорастворимым витамином. β-каротин, попадая в организм, синтезируется в ретинол (витамин А), оказывая полезное действие на организм человека (Фёдорова Р. А., 2020).

По содержанию каротина она занимает среди овощей одно из первых мест. Каротин – основа желтой окраски мякоти плодов и лепестков цветка. По интенсивности окраски мякоти можно судить о содержании в ней каротина. В широко распространенных сортах его содержится до 5 мг на 100 г, в отдельных случаях – до 38 мг. Для удовлетворения суточной потребности взрослого человека в каротине необходимо употребить 50—60 г тыквы. Поэтому тыква является ценным сырьем для витаминной промышленности, производящей концентраты из каротина (Щербакова Е. И., 2013).

Антиоксидантный профиль и многие полезные свойства тыквы

во многом определяют каротиноиды. Их состав в плодах уже изучен методами тонкослойной хроматографии и спектрофотометрии: установлено, что каротиноидный комлекс тыквы включает бета-каротин (до 294 мкг/г), альфа-каротин (до 82 мкг/г), лютеин (до 129 мкг/г), зеаксантин (до 9,7 мкг/г), а также виолаксантин, кукурбитаксантин, альфа-криптоксантин, бета-криптоксантин, неоксантин и следовые количества других соединений (Дейнека В. И. и др., 2008).

Фракционный состав каротиноидов тыквы представлен α-, β-, γ-каротином, виолаксантином, кукурбитаксантином, крипоксанитином, лютеином, зеаксантином. Объектом исследования, выполненного Петенко А. И. и Горобец Д. В., служила тыква сорта «Мускат де Прованс». Механический состав плода тыквы состоял из: мякоть – 81,1%, кожура —

5,9%, волокна – 9,4%, семена – 3,6%. Установлено, что содержание общего числа каротиноидов в натуральной влажности в различных частях тыквы

и полученных полупродуктов и продуктов, равно, мг/кг: мякоть – 230,96; кожура – 95,23; волокна – 1100,9; семена – 136,4; паста, заквашенная молочнокислыми бактериями – 643,0; пюре – 155,1; сок с мякотью – 194,7. Полученные данные свидетельствовали том, что части тыквы могут выступать в качестве витаминного сырья (Петенко А. И., Горобец Д. В., 2020).

Еще одно из достоинств тыквы – благотворное влияние на процессы усвоения белков, жиров и минеральных веществ. По мнению ряда ученых, ассимиляция пищевых веществ увеличивается при употреблении белков и жиров вместе с овощами. В тыквенных семенах тоже большое количество жиров, однако, в составе мякоти плодов тыквы жира меньше, чем в муке пшеницы. Тыква давно доказала своё положительное воздействие на организм человека. Плоды тыквы содержат от 4 до 7 граммов углеводов, 1 грамм белка, около 0,1 грамма жиров. Калорийность данной бахчевой культуры колеблется от 22 до 28 ккал на 100 граммов в зависимости от сорта (Фёдорова Р. А., 2020).

Общий набор полезных веществ и витаминов в тыкве помогает поддерживать организм в тонусе, замедляя процессы старения и поддерживая активность (Тарасова И. Н., Зайцева А. В., 2014).

Тыкву выпекают, отваривают, фаршируют, добавляют в пироги и каши, запеканки и оладьи. Ввиду того, что тыква обладает низкой калорийностью, её часто используют в диетическом и лечебно-профилактическом питании. Также плоды считают гипоаллергенными, что позволяет использовать их в детском питании. Наряду с натуральными овощами, плодами и ягодами используют натуральные порошки.

Их производят путём высушивания плодов при температуре 400С, что позволяет оставить неизменными свойства сырья (Фёдорова Р. А., 2020).

Витаминный состав тыквенного порошка очень разнообразен. В его составе обнаружены тиамин, недостаток которого вызывает различные нарушения нервной системы, быструю умственную и физическую усталость; рибофлавин (витамин В2), недостаток которого вызывает нарушение аппетита, слабость, уменьшение массы тела; токоферол (витамин Е), недостаток которого вызывает расстройство половых функций организма; никотиновая кислота (витамин РР), недостаток которого вызывает пеллагру; а также аскорбиновая кислота (витамин С), пантотеновая кислота (витамин В3), пиридоксин (витамин В6), фолиевая кислота (витамин В9). Содержится и особенно ценный для детского организма витамин D, который ускоряет рост детей, помогает лучше и быстрее усваивать грубую пищу, усиливает жизнеспособность организма. Богат тыквенный порошок и минеральными солями, особенно солями калия, железа, кальция и фосфора. Также содержатся соли натрия, магния.

Исследования Щербаковой Е. И. показали, что введение тыквенного порошка при частичной замене пшеничного хлеба в производстве котлет рубленых из мяса птицы способствует увеличению пищевой ценности продукта и обогащению его необходимыми для полноценного роста и развития организма человека витаминами и минеральными веществами. Котлету рубленую из мяса птицы с добавлением тыквенного порошка отнесли к функциональным продуктам, так как содержание клетчатки в ней составляет 20,8% от суточной нормы потребления, калия – 13,1%, йода – 16%, витамина С – 35,5%, каротина – 36% (Щербакова Е. И., 2013).

Одними из ценнейших составляющих тыквы считаются её семена. Они являются ценным источником комплекса функциональных пищевых ингредиентов. Содержащиеся в семенах тыквы пищевые волокна, витамин С, РР, витамины группы В, токоферолы, фосфолипиды, каротиноиды, флавоноиды, полиненасыщенные жирные кислоты (ω—3 и ω—6), а также минеральные вещества, оказывают на организм человека иммунокорректирующее, радиопротекторное, бактерицидное, антиатеросклеротическое, липотропное, противоаллергическое, антимикробное, фунгицидное и другое воздействие.

Как показано в работе Шешницан И. Н. и коллег, применение экструдированных семян тыквы в технологии песочных полуфабрикатов позволяет расширить ассортимент мучных кондитерских изделий, вырабатываемых на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания (Шешницан И. Н., Воронина П. К., Шабурова Г. В., 2017).

Пищевые волокна, содержащиеся в семенах тыквы, являются отличными сорбентами и выводят различные токсины, канцерогены, холестерин. Количество белка в семенах тыквы составляет половину дневной нормы и являются строительным материалом для клеток, а ненасыщенные жиры участвуют в обмене веществ, в работе клеток мозга – и в целом в энергетических процессах.

В больших количествах семена тыквы противопоказаны, так как насыщенные жиры, содержащиеся в них, плохо усваиваются и способствуют отложению на сосудах холестерина. В отличие от насыщенных жиров ненасыщенная олеиновая кислота, например, понижает холестерин, укрепляет сосуды, повышает иммунитет. Регулярное использование тыквенных семечек, благодаря олеиновой кислоте, сохраняет молодость и препятствует таким заболеваниям как сахарный диабет и рак.

Линолевая кислота, которой содержится наибольшее количество, полезна для профилактики сахарного диабета, при заболеваниях кожи, предотвращает артрит и атеросклероз и др. Пользу арахидоновой кислоты в семенах, трудно переоценить – она помогает в борьбе с болезнью Альцгеймера. Линоленовая кислота содействует разжижению крови, помогает при воспалениях внутренних органов и суставов. Омега 6 и Омега 3 – восстанавливают гормональный баланс организма, укрепляют кожный и волосяной покровы. Также представлен весь набор незаменимых аминокислот полностью удовлетворяющий потребности организма.

Приготовленный Бисчоковой Ф. А., Бориевой Л. З., Шогеновой И. Б.

на большой густой опаре хлеб с добавлением свежевыжатого сока и семян тыквы в количестве 20% и 10% соответственно к массе муки, имел формоустойчивость выше на 10,2%, пористость мякиша – на 5,3% по сравнению с контрольной пробой. Готовые изделия отличались хорошим объемом, пористостью, органолептическими показателями – приятным вкусом и ароматом, нежным, хорошо разрыхленным мякишем красивого желтовато-оранжевого цвета (Бисчокова Ф. А., Бориева Л. З., Шогенова И. Б., 2017).

Тыквенные семечки добавляют в салаты, супы, каши, напитки в натуральном или измельченном виде.

Кроме того они являются богатым источником аминокислот, в особенности триптофана. Изучение свойств порошка из семян тыквы дали такие показания, что белков большее количество и жиров тоже относительно внутреннего содержимого тыквы, а также выигрывает по количеству Na, K, Cа и прочих макро – и микроэлементов.

Фёдорова Р. А. установила, что в тыквенном порошке из семечек общее количество белка составило почти 30% на 100 г сухого вещества (Фёдорова Р. А., 2020).

России и за рубежом приобрела высокую популярность мука из семян тыквы. Она пользуется спросом у диетологов. Эту муку ценят за достаточно высокое содержание легкоусвояемого белка, богатого лизином – аминокислотой, лимитирующей биологическую ценность и усвояемость белков пшеничной муки. Не менее важным в характеристике пищевой ценности тыквенной муки считается наличие цинка, каротиноидов и некоторых других ценных в питании компонентов, присутствующих в этой муке в форме комплексов с белками и углеводами или в липидной фазе, богатой легкоокисляющимися полиненасыщенными жирными кислотами.

Егорова Е. Ю., Кузьмина С. С., Захарова А. С. оценили пищевую ценность булочек экспериментальных рецептур с частичной заменой муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на тыквенную полуобезжиренную муку в количестве 5,0—7,5%. Определено повышение пищевой ценности готовых изделий как выпеченных свежеприготовленного слоеного теста, так и изделий из замороженного слоеного теста. В целом, с увеличением дозировки тыквенной муки возрастает содержание белков, жиров, пищевых волокон, углеводов, а также витаминов и минеральных веществ (Егорова Е. Ю., Кузьмина С. С., Захарова А. С., 2020).

Не менее полезен и популярен тыквенный сок, обладающий такими лечебными свойства, как: противовоспалительное; жаропонижающее; способствует улучшению зрения и кровообращение (Фёдорова Р. А., 2020).

Помимо оригинальных вкусовых достоинств, тыква обладает высокими технологическими качествами, что позволяет рекомендовать данный овощ для производства сладостей, в частности, мармелада.

Отличительной особенностью фруктовожелейного мармелада из тыквы считается содержание β-каротина: 100 г мармелада с высоким содержанием тыквы полностью удовлетворяет суточную потребность организма в веществе. Так как пектин, содержащийся в тыкве, не имеет желирующей способности, в рецептуру в условиях промышленного производства следует вводить студнеобразователь.

Использование добавок из растительного сырья при производстве мармелада из тыквы способствует повышению вкусовых свойств и пищевой и биологической ценности готового продукта, а также исключает использование небезопасных ароматизаторов, красителей, консервантов. Преимуществом фруктово-желейного мармелада на основе тыквенного пюре является присутствие β-каротина, пектиновых веществ и клетчатки, которые позволяют позиционировать его как лечебно-профилактический продукт (Кузнецова Е. А., 2019).

Тыкву добавляют и в мясные изделия. Исследования Васюкова А. Т. и коллег доказали целесообразность ее использования в составе комбинированных фаршей (Васюкова А. Т., Макаров М. Г., Эдварс Р. А., Махмадалиев Э. Ш., Бражников М. Е., 2020).

В качестве источника нетрадиционного растительного сырья для обогащения хлебобулочных изделий также используется тыквенный жмых, который представляет собой тонкодисперсный порошок от светло-желтого до светло-коричневого цвета с запахом, характерным для семян тыквы. В результате исследования Вершининой О., Деревенко В., Миловановой Е. установлено, что в жмыхе присутствует целый комплекс биологически активных веществ (%): липиды – 10,3, протеины – 34, клетчатка – 16,9, минеральные вещества – 6,8 и сахара – 23,1.

Анализ состава исследуемого жмыха подтвердил целесообразность его использования в качестве источника биологически активных веществ при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности. Установлено, что тыквенный жмых, как ценная пищевая добавка, благоприятно влияет на хлебопекарные свойства пшеничной муки, что в дальнейшем позволит интенсифицировать процесс спиртового брожения теста с внесением ТЖ и сократить длительность его созревания (Вершинина О., Деревенко В., Милованова Е., 2010).

Работа Зайцевой И. И. показала, что выжимки из тыквы, как сырьевой ингредиент – источник пищевых волокон, могут быть применены в технологии изготовления крекера. При этом входящие в состав выжимок из тыквы усвояемые сахара и микроэлементы создают благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжевых клеток, а пищевые волокна, связывая воду, способствуют формоустойчивости тестовых полуфабрикатов. Интенсификация кислотонакопления в тесте для крекера с введением выжимок из тыквы, с одной стороны, способствует частичному нивелированию укрепления теста, повышению его пластичности, необходимой для релаксации упругих напряжений при слоении и формовании тестовых заготовок. С другой – позволяет рассматривать вопрос сокращения процесса ферментации теста. Показатели качества готовых изделий с внесением в рецептурный состав выжимок из тыквы подтверждают целесообразность их применения в технологии крекера (Зайцева И. И., 2019).

Использование пищевых волокон тыквы и моркови в составе теста для печенья повышали его стабильность, адсорбцию влаги, улучшали структуру и прочность готовой продукции (Дроздов Р. А., Кожухова М. А., Борисова М. М., Дроздова Т. А., 2019).

Курцевая В. Г. и Колесниченко М. Н. с целью повышения пищевой ценности кексов и придания особенных оттенков цвета и вкуса данному мучному кондитерскому изделию предложили обогатить продукт тыквенным пюре. Расчет пищевой ценности показал увеличение натрия, калия, каротина, аскорбиновой кислоты. За счет небольшого снижения содержания жиров и углеводов в кексах наблюдалось уменьшение энергетической ценности, что может быть востребовано у приверженцев продукции пониженной калорийности.