Разработка технологии хлеба для спортивного питания

Содержание
Введение…………………………….……....……………………..….… 3
1. Оценка качества сырья...…..…………………………………..…..... 4
2. Внесение улучшений (совершенствования)...………………...…… 6
3. Разработка оптимальной рецептуры хлеба для
спортивного питания……………………………………………………..….. 11
4. Определения качества готовой продукции……………………..… 15
Заключение...……………….………..................................................... 16
Список литературы………....……………………………………..….. 17
Введение
Для спортсменов питание – один из ключевых факторов успешности их профессиональной деятельности, который способствует созданию надлежащих условий для максимальной эффективности тренировочного и восстановительного процессов и обеспечивает сохранение спортивной формы спортсмена в период соревнований.
Хлебобулочные изделия – наиболее доступные и высокоусвояемые пищевые продукты в структуре питания спортсменов, которые (по данным НИИ спортивной медицины) составляют 760–820 ккал энергетической ценности.
В связи с этим очень актуальна разработка хлебобулочных изделий, нутриентно-адаптированных к специфике питания спортсменов. Включение таких изделий в рацион  их питания не только будет способствовать достижению ими наилучших спортивных результатов, но и позволит предотвратить ряд алиментарно-зависимых заболеваний и состояний.
Изучен химический состав и проведён анализ ряда натуральных обогатителей, обладающих имуномоделирующими и антиоксидантными свойствами, содержащими также незаменимые макро- и микронутриенты.
Для питания спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, разработаны 3 рецептурные композиции на основе пшеничной цельносмолотой муки: с сыром «Пошехонский»; с сухим обезжиренным молоком; с фруктозой. Во все изделия добавляли кукурузное масло в количестве 5%, БАД «Эраконд» – 0,6% и сухую пшеничную клейковину – 2% к массе муки.
Установлена целесообразность приготовления теста экспресс - способом на КМКЗ, при котором удельный объём хлеба увеличивался на 6–8%, формоустойчивость – на 4%, по сравнению с опарным способом. Готовые изделия характеризовались более гладкой поверхностью, равномерной окраской, корка была без трещин и подрывов.
1. Оценка качества сырья
Контроль прессованных дрожжей. НД на хлебопекарные дрожжи предусматривает определение цвета, вкуса, запаха, консистенции, подъемной силы, влажности и кислотности дрожжей.
Цвет, вкус, запах и консистенцию дрожжей определяют органолептически. Основным физико-химическим показателем качества дрожжей является их подъемная сила, или быстрота подъема теста.
Определение быстроты подъема теста. 2В0 г пшеничной муки второго сорта стандартного качества прогревают в термостате до 35°С в течение 2 ч, отвешивают 5 г испытуемых дрожжей и отмеривают цилиндром 160 см' 2,5%-ного раствора соли температурой 35°С. Дрожжи предварительно разводят в 15...20 см3 раствора соли, а затем переносят в миску с мукой. Остатком раствора споласкивают чашку, в которой разводили дрожжи, и также выливают в муку. Тесто замешивают вручную или при помощи тестомесильной машины в течение 5 мин. Замешенное тесто формуют в виде батона и помешают в металлическую форму, предварительно смазанную растительным маслом и прогретую в термостате до 35°С. Размеры формы (в см): по верху — 14,3 х 9,2, по низу — 12,6 х 8,5. Высота формы 8,5 см. Поперек формы на длинные ее борта навешивают металлическую перекладину, уходящую в глубь формы на 1,5 см. Форму с тестом выдерживают в термостате при температуре 35°С до тех пор, пока тесто не коснется перекладины. Время в минутах от момента внесения теста в форму до его подъема к перекладине характеризует подъемную силу дрожжей. Подъемная сила должна быть не более 70 мин, хорошие дрожжи поднимают тесто за 50.'.60 мин. Стандартный способ определения подъемной силы дрожжей нельзя признать достаточно точным. На подъемную силу в условиях этого анализа, кроме качества самих дрожжей, значительно влияет качество муки, способ формовки теста и влажность дрожжей.
Определение влажности. Влажность прессованных дрожжей не должна превышать 75%. Для определения влажности в 2 бюкса отвешивают на аналитических весах по 5 г измельченных дрожжей. Бюксы с дрожжами предварительно просушивают в сушильном шкафу в течение 2 ч при 30...40°С, а затем высушивают до постоянной массы при температуре 100... 105°С. Первое взвешивание бюксов с навеской производят через 4 ч от начала сушки, а последующие — через 1 ч. Результат подсчитывают обычным способом.
Определение кислотности. Прессованные дрожжи имеют слабокислую реакцию, усиливающуюся при их хранении. Кислотность дрожжей условно выражают в миллиграммах уксусной кислоты на 100 г дрожжей. Кислотность свежеизготовленных дрожжей должна быть не выше 120 мг уксусной кислоты, а через 10 дней хранения — 300 мг.
Определяя кислотность, болтушку из 10 г дрожжей и 50 см3 дистиллированной воды титруют 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии фенолфталеина до розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.
2. Внесение улучшений (совершенствования)
Оптимизация качественного состава проводилась в соответствии с химическим составом рецептурных компонентов, обеспечивающих адекваность медико-биологическим требованиям, предъявляемым к рациону питания спортсменов силовых видов спорта.
Для этого исследована возможность использования ингредиентов, способствующих снижению содержания углеводов, повышающих количество белка и жира в хлебобулочных изделиях: овсяные отруби (источник растительного белка и пищевых волокон), сухая пшеничная клейковина (источник растительного белка), нутовая мука (источник растительного белка), сухой куриный белок (источник животного белка), семена подсолнечника (источник растительного белка и полиненасыщен-ных жирных кислот), БАД «Эраконд» (источник антиоксидантов), кукурузное масло (источник по линенасыщенных жирных кислот и антиоксидантов), семена кунжута (источник растительного белка) и семена льна (источник растительного белка). Оптимизацию количественного состава обогащающих ингредиентов проводили на основании технологических свойств сырья, рекомендуемого суточного потребления хлебобулочных изделий (300–350 г) и соотношения белков, жиров и углеводов в рационе питания спортсменов силовых видов спорта с использованием метода математического моделирования (композиционно униформ ротатабельного планирования (КУРП) эксперимента). Исследовано комплексное влияние нутовой муки и сухого яичного белка на удельный объем, пористость, общую деформацию сжатия и кислотность хлеба.
Для этого спланирован эксперимент и проведена серия пробных лабораторных выпечек хлебобулочных изделий с применением в различных соотношениях нутовой муки (от 2 до 12 % взамен пшеничной муки) и сухого яичного белка (от 1 до 5 % к массе муки).
В результате были получены регрессионные уравнения, адекватно описывающие зависимость показателей качества хлеба в реализованном диапазоне изменения параметров, и построены поверхности отклика (рис. 1), позволяющие моделировать рецептуры хлебобулочных изделий.

Рисунок 1 - Влияние массовой доли нутовой муки и сухого яичного белка на удельный объем (а), общую деформацию сжатия (б), кислотность (в) и пористость (г)
В результате установлено оптимальное количество нутовой муки 7 % (взамен пшеничной муки 1 сорта) и сухого яичного белка – 2 % (к массе муки) в рецептуре хлебобулочных изделий, характеризующихся высокими потребительскими свойствами (физико-химическими и органолептическими показателями). Также в рецептуру изделий добавляли овсяные отруби в количестве 5 %, кукурузное масло в количестве 5 %, БАД «Эраконд» в количестве 0,6 %, сухую пшеничную клейковину в количестве 2 %.
Один из критериев эффективности хлебобулочных изделий для питания спортсменов – их антиоксидантная активность.
В исследуемых образцах измерено суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов. Проведена статистическая обработка результатов анали-за и по средним значениям построено графическое отображение экспериментальных данных суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов с планками погрешности стандартных ошибок. По расчетным данным стандартное отклонение составило +4,2 мг/100 г.
Установлено, что внесение исследуемых рецептурных компонентов способствует увеличению антиоксидантной активности изделий на 77 % по сравнению с контрольным образцом (без добавок).
Анализ результатов расчета аминокислотного скора показал, что содержание лимитирующих для хлеба незаменимых аминокислот увеличилось. В зависимости от вида изделия по сравнению с контролем аминокислотный скор изолейцина, увеличился на 22,5 %, лейцина – на 8 %, лизина – на 32 %, валина – на 27 %, треонина – на 17 %, метионина и цистина – на 262 %, фенилаланина и тирозина– на 18 %, что свидетельствует о повышении биологической ценности данных изделий (рис. 2).

Рисунок 2 - Аминокислотный скор хлебобулочных изделий для спортсменов силовых видов спорта
Выявлено, что содержание глутаминовой кислоты, которая способствует восстановлению мышечной ткани после тренировок, увеличивалось по сравнению с контрольным образцом на 80 %.
Расчет пищевой ценности показал, что при введении в рецептуру хлеба исследуемых ингредиентов увеличилось содержание белка на 16 %, жиров – на 38 %, железа – на 19 %, пищевых волокон – на 19 %, кальция – на 60 %, витаминов: В1 – на 50 %, В2 – на 10 %, РР – на 7 % по сравнению с контрольным образцом без добавок.
Одним из возможных альтернативных способов получения более полезного хлеба из пшеничной «рафинированной» муки, это применение порошка из кожицы виноградных выжимок. Эта добавка представляет собой светло-коричневый порошок влажностью 9…10% кисло-сладкого вкуса, полученный из высушенных, измельченных и просеянных выжимок винограда, являющихся отходами при производстве вин. Основными составными компонентами порошка являются углеводы в виде моно- и дисахаридов, пектина и клетчатки, а также в состав входят витамины и минеральные вещества. В составе этого порошка (муки) отмечено незначительное содержание белков и липидов. Повышенное содержание пектина и клетчатки в хлебе при использовании порошка из виноградных выжимок повышает их качество и продлевает сроки хранения.
Стоит отметить, что перспективным сырьем для улучшения пшеничного хлеба является применение порошка измельченных сушеных плодов шиповника и рябины. Данная добавка отличается большим содержанием водо- и жирорастворимых витаминов, органических кислот, пектиновых веществ, макро- и микроэлементов. Применение порошка измельченных плодов рябины и шиповника при производстве хлеба и хлебобулочных изделий позволяет повысить водопоглотительную способность муки, снижает количество клейковины, в то же время, способствуя укреплению клейковинного каркаса. Применение плодового порошка (муки) способствует увеличению объема и пористости изделий, получению изделий правильной формы с ярко окрашенной коркой и эластичным мякишем.
Среди значительного количества белкового сырья растительного происхождения заслуживает внимания культура нового поколения – щавнат (межвидовой гибрид щавеля шпинатного).По содержанию белка и витаминов щавнат занимает одно из первых мест среди овощных растений. Для повышения биологической ценности хлебных изделий применяется сухой порошок шавната, обладающий высокой пищевой и биологической ценностью. Применение порошка (муки) шавната способствует получению изделий с хорошими органолептическими показателями и большим содержанием белка. Если увеличивать дозировки шавната, кислотность будет повышаться и соответственно уменьшаться объём и пористость изделия. Внесение сухого порошка (муки) щавната повышает водопоглотительную способность теста, снижает способность к разжижению и расплыванию тестовой заготовки при брожении.
3. Разработка оптимальной рецептуры хлеба для спортивного питания
При проектировании сбалансированной рецептуры следует комплексно подходить к выбору технологических приемов с целью получения потребительских свойств нового продукта. Исследование показателей качества теста и хлеба в зависимости от массы вносимого обогатителя, разработка математической модели структурно-механических и физико-химических свойств, играющих важнейшую роль в формировании качества, позволяют оценить влияние ингредиента.
Целью работы была разработка оптимальной рецептуры хлеба функционального назначения, путем применения центрального композиционного рототабельного униформпланирования.
Основным сырьем при производстве хлебобулочных изделий является мука. Однако традиционное использование ее сортовых видов  не позволяет получать максимальную пользу, заложенную в зерне, вследствие удаления таких важных составляющих, как оболочка, алейроновый слой и зародыш. В связи с этим применение муки из цельносмолотого зерна имеет ряд преимуществ: содержит все составные части зерна, а значит и биологически важные соединения в составе жизнедеятельных тканей зародыша и алейронового слоя.
Для спортивного питания необходимым условием является увеличенное содержание в рационе питания сбалансированного по составу белка. Однако повышенное потребление мясных продуктов, отвечающих этому требованию, нежелательно для организма спортсмена, так как может вызвать перегрузки пищеварительной системы. В связи с этим целесообразно увеличить количество потребляемого белка в такой необходимой составляющей рациона, как хлебобулочные изделия. Для решения этой задачи предложено использовать порошок из подсолнечного жмыха, который помимо значительного содержания данного нутриента, богат полиненасыщенными жирными кислотами, витамином Е, важнейшими минеральными веществами (кальций, фосфор, магний, натрий. Кроме того, следует отметить доступность и недорогую себестоимость данного вида сырья.
Выбор порошка из яичной скорлупы в качестве обогатителя разрабатываемого хлеба объясняется не только с точки зрения рациональности использования данного вторичного сырья, но и его богатым минеральным составом. Как известно, в процессе тренировок идет огромная нагрузка на опорно-двигательную систему, поддержание которой в рабочем состоянии зависит от поступления в достаточном количестве в организм кальция, магния и фосфора. Это можно достигнуть благодаря использованию тонкодисперсного порошка из яичной скорлупы, которая в отличие от кальциевых препаратов, имеет более высокую усвояемость.
Таким образом, анализ химического состава муки из цельносмолотого зерна пшеницы, порошка из яичной скорлупы и порошка из подсолнечного жмыха  позволяет сделать вывод, что выбор данных видов сырья целесообразен для внесения в рецептуру хлебобулочных изделий для спортивного питания, так как за счет их применения можно повысить содержание в хлебе не только основных нутриентов пищи, но и витаминов, минеральных и биологически активных веществ в легкоусвояемой человеческим организмом форме.
Тесто готовили из муки цельносмолотого зерна пшеницы ускоренным способом на молочной сыворотке, которое замешивали в лабораторной тестомесильной машине АГ-12 в течение 2 мин. Свежезамешанный полуфабрикат помещали в термостат для брожения при температуре 30 ºС. Из свежевыброженного теста отвешивали куски массой 0,3 кг для выпечки формового хлеба. Разделку и формование производили вручную; окончательную расстойку – в расстойном шкафу при температуре 40±1 ºС и относительной влажности воздуха 80-85 % в течение 55 мин. Изделия выпекали в лабораторной электропечи ВНИИХПП-6-56 при температуре 230-250 ºС с увлажнением в течение 35 мин.
Для исследования взаимодействия различных факторов применяли математические методы планирования эксперимента [1]. В качестве основных факторов, влияющих на качество изделия, были выбраны: х1 – дозировка порошка яичной скорлупы (%); х2 – дозировка порошка подсолнечного жмыха (%), x3 – дозировка подсолнечного масла (%). Все эти факторы совместимы и некоррелированы между собой. Пределы изменения исследуемых факторов приведены в табл. 1.
Таблица 1 – Пределы изменения факторов
Характеристики планирования Пределы изменения факторов
Х1,% Х2,% Х3,%
Основной уровень (0) 2 5 5
Интервал варьирования 1 2 3
Верхний уровень (+1) 3 7 8
Нижний уровень (-1) 1 3 2
Верхняя «звездная» точка (+1,68) 3,68 8,36 10,02
Нижняя «звездная» точка (-1,68) 0,32 1,64 0,04
В результате статистической обработки экспериментальных данных получили уравнения регрессии, адекватно описывающие данный процесс под влиянием исследуемых факторов. Воспроизводимость опытов, значимость регрессионных коэффициентов и адекватность уравнений подтверждена статистическими критериями Кохрена, Стьюдента, Фишера.
(1)
(2)
(3)
Анализ коэффициентов при линейных членах уравнений показал, что на конечную вязкость теста (Y1, Па∙с) и пористость изделий (Y3, %)  значительное влияние оказывает дозировка  подсолнечного масла, а удельный объём изделия (Y2, см3/100 г) в большей степени зависит от количества порошка подсолнечного жмыха. Получили графические зависимости полученных характеристик теста и готовых изделий от исследуемых факторов. Все зависимости имеют вид купола. На рисунке 3 приведена поверхность отклика удельного объема хлеба от дозировки порошка из подсолнечного жмыха, дозировки подсолнечного масла (при дозировке порошка из яичной скорлупы 2 %).

Рисунок 3 - Поверхность отклика удельного объема хлеба: х2 – дозировка порошка из подсолнечного жмыха и х3 – дозировка подсолнечного масла (при дозировке порошка из яичной  скорлупы х1 = 2 %
Графический анализ поверхностей отклика позволил выбрать оптимальные значения дозировки порошка из яичной скорлупы x1 = 2 % , порошка подсолнечного жмыха x2 = 5 % и подсолнечного масла x3 = 5 %, которые обеспечивают оптимальное для данного вида теста значение вязкости  (Y1 = 2948 Па∙с), а также максимальное значение удельного объёма (Y2 = 214 см3/100 г) и пористости (Y3 = 56 %) выпеченных изделий и гарантируют получение полуфабриката с лучшими характеристиками качества.
Правильность выбора оптимального соотношения рецептурных компонентов теста подтвердили серией параллельных экспериментов, которая показала сходимость результатов.
С учетом выбранных оптимальных дозировок разработана рецептура обогащенного хлеба для спортивного питания, утверждена техническая документация ТУ 9110-113-02068108-2012.
4. Определения качества готовой продукции
По состоянию и форме поверхности определяют внешний вид хлебобулочных изделий. Виду продукции форма должна соответствовать (продолговато-овальная, овальная, округлая и так далее. Не ней не должно быть боковых выплывов, притисков. Она не должна быть расплывшейся. Деформированные и мятые изделия не допускаются в реализацию. Гладкой должна быть поверхность изделий, шероховатой – для отдельных видов. Подрывов и крупных трещин на ней быть не должно. Для некоторых изделий (булок и батонов особенно) допускаются надрезы и наколы. Подгорелостей в окраске быть не должно, она не должна быть бледной.
Пористость, промес и провеченность характеризуют состояние мякиша. Пористость не должна иметь уплотнений и пустот, она должна быть развитой. Мякиш на ощупь не должен быть влажным, он должна быть эластичным и пропеченным. Небольшая липкость его присутствует в заварных сортах. Первоначальную форму мякиш принимает, если легко надавить пальцем. Жестковатость и крошковатость появляются у черствого хлеба.
Свойственными виду изделия должны быть запах и вкус. Требованиям стандарта должна соответствовать масса. В меньшую сторону отклонения допускаются для хлеба в конце максимальной выдержки. Но при этом они должны быть не более двух с половиной процентов от средней массы десяти товаров и не более трех процентов от веса отдельного изделия.
В зависимости от рецептуры, сорта и вида колеблется влажность изделия. Для булочных изделий она составляет тридцать четыре-сорок пять с половиной процентов, для пшеничного хлеба – тридцать девять-пятьдесят процентов, ржано-пшеничного – сорок один-пятьдесят три процента, ржаного хлеба – сорок шесть-пятьдесят четыре процента.
Вкусовые качества хлеба зависят от кислотности. Она определяется сортом муки и способом приготовления. Наибольшую кислотность имеют приготовленные на закваске ржаные изделия.
Заключения
Современные виды спорта характеризуются длительными интенсивными физическими и психоэмоциональными нагрузками, частыми стрессовыми ситуациями, сложными климатическими условиями и другими факторами. Важнейшим требованием при организации тренировочного процесса является грамотное построение рациона питания с обязательным восполнением затрат энергии, макро- и микронутриентов и поддержанием водного баланса организма.
Средняя калорийность дневного рациона спортсменов в возрасте 18–25 лет, занимающихся тяжелой атлетикой, в подготовительном периоде должна составлять 3500–4500 ккал для мужчин и 3000– 4000 ккал для женщин при соотношении: белок 18– 20 %; жир 31–32 %; углеводы 49–50 %.
По данным НИИ спортивной медицины (РГУФКСМиТ) в структуре питания спортсменов хлебобулочные изделия составляют 760–820 ккал энергетической ценности и являются наиболее доступными и высокоусвояемыми пищевыми продуктами, с помощью которых возможна корректировка пищевой ценности.
Поэтому разработка хлебобулочных изделий, нутриентно адаптированных специфике питания спортсменов, является актуальной задачей. Включение таких изделий в рацион будет способствовать не только достижению наилучших спортивных результатов, но и позволит предотвратить ряд алиментарно-зависимых заболеваний и состояний.
Список литературы
1. Schepina G.M., Gorovits E.S., Karpunina T.I., Sirotin A.B., Afanasyevskaya E.V., Ocenka adaptacionnyh vozmozhnostei sportsmenov [On assessment of adaptive abilities of athletes]. Teorija i praktika fizicheskoj kul'tury [Theory and Practice of Physical Culture], 2009, no. 1, pp. 27-30.;2. Polievskii S.A. Osnovy individual'nogo i kollektivnogo pitaniya sportsmenov [Bases of individual and collective food of athletes]. Moscow, Fizkul'tura i sport, 2005. 384 p.;
3. Апет, Т.К. Технология производства хлебобулочных изделий для спортсменов. Справочник / Т.К. Апет. - М.: Гиорд, 2009. - 683 c.
4. Бурчакова, И. Ю. Организация процесса приготовления и приготовление сложных хлебобулочных, мучных кондитерских изделий, в том числе и для спортсменов. Учебник / И.Ю. Бурчакова, С.В. Ермилова. - М.: Academia, 2015. - 384 c.
5. Васюкова, А.Т. Организация процесса приготовления и приготовление сложных хлебобулочных, мучных кондитерских изделий (для СПО). Учебник / А.Т. Васюкова. - М.: Русайнс, 2017. - 191 c.
6. Васюкова, А.Т. Организация процесса приготовления и приготовление сложных хлебобулочных, мучных кондитерских изделий. Лабораторный практикум: моногр. / А.Т. Васюкова. - М.: Русайнс, 2017. - 316 c.
7. Ермилова, С. В. Приготовление хлебобулочных, мучных и кондитерских изделий для спортсменов. Учебник / С.В. Ермилова. - М.: Academia, 2014. - 336 c.
8. Оптимизация рецептурного состава хлебобулочных изделий для спортивного питания, электронный ресурс, режим доступа https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-retsepturnogo-sostava-hlebobulochnyh-izdeliy-dlya-sportivnogo-pitaniya/viewer;
9. Разработка оптимальной рецептуры хлеба для спортивного питания, электронный ресурс, режим доступа http://www.rusnauka.com/27_NPM_2012/Agricole/4_116999.doc.htm.