Технология производства зефира с повышенным содержанием пищевых волокон

Важным моментом в процессе сушки является образование на поверхности изделий тонкой кристаллической корочки. Режимы сушки должны быть такими, при которых быстро не появляется толстая корочка. Она будет препятствовать испарению влаги из внутренних слоев. Такое изделие после сушки будет иметь влажный средний слой, пустоты вследствие скопления водяных паров внутри изделий. При чрезмерно быстрой сушке при высокой температуре и сильной циркуляции воздуха может произойти деформация изделия: втягивания боков, коробление и искривление отдельных изделий.

Сушку пастильных изделий осуществляют в камерных или туннельных сушилках, где строго должны выдерживаться температурные режимы.

Строгое соблюдение рецептуры и технологических параметров, при производстве пастильных изделий способствует выпуску продукции высокого качества.

1.4 Классификация и свойства пищевых волокон

Рассмотрим подробнее, что же такое пищевые волокна (ПВ). Это биологический термин, а не химический, поскольку объединяет вещества растительного происхождения, имеющие волокнистую структуру. Они не перевариваются пищеварительными ферментами, не усваиваются пищеварительной системой человека, а ферментируются кишечными бактериями. Называют их по-разному: клетчатка, растительные (диетические) волокна, балластные вещества.

Пищевые волокна классифицируются по химическому строению, по сырьевым источникам, по методам выделения из сырья, по степени микробной ферментации, по водорастворимости и основным медико-биологическим эффектам. Важнейшими компонентами пищевых волокон являются целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, камеди, слизи, лигнин и связанные с ними белковые вещества, формирующие клеточные стенки растений.

Целлюлоза, или клетчатка, представляет собой линейный полимер глюкозы, входит в состав растительных клеточных оболочек и выполняет опорную функцию. Много ее в оболочках зерен и кожуре плодов.

Гемицеллюлоза - это разветвленные полимеры - пентоз и гексоз. Она входит в состав клеточных оболочек. Ее больше всего в мякоти фруктов и овощей.

Пектин - комплекс коллоидных полисахаридов, в основе которых галактуроновая кислота с боковыми цепями из рамнозы, арабинозы, ксилозы и фруктозы. Пектин является желирующим веществом. Он вместе с целлюлозой образует клеточный каркас плодов и фруктов, зеленых частей стебля и листьев. Наиболее важным свойством пектина является его высокая поглощающая способность в отношении тяжелых металлов, желчных кислот и солей. Кроме того, пектин легко подвергается бактериальному расщеплению и практически полностью (в отличие от клетчатки) гидролизуется микрофлорой толстой кишки.

Лигнин - неуглеводное вещество, фенилпропановый полимер ароматических спиртов. Участвует в одревеснении клеточных стенок, защищает их от микробного переваривания. Он почти не встречается в незрелых фруктах и овощах.

Растительные камеди и слизи - водорастворимые клейкие полисахариды гексоз и пентоз содержатся в основном в морских водорослях и семенах. Некоторые из них, например гуар, являются полисахаридными запасами растительной клетки, слизи - полисахаридами семян и морских водорослей.

Недавно включены в класс пищевых волокон неперевариваемые растительные белки, хитины грибов, связанные минеральные вещества, воски и другие субстанции. Содержание их в растениях невелико, и потому они не играют существенной роли в нашем питании.

Основное свойство перечисленных пищевых волокон - способность удержать воду (адсорбция). Уже при попадании в желудок пищевые волокна начинают активно впитывать воду, набухая и увеличиваясь в объеме (приблизительно в 5 раз). Поскольку волокна работают как неизбирательный сорбент, то нетрудно предположить, что они способны связывать не только воду, но и другие, в первую очередь токсические, вещества: нитриты, нитраты, канцерогенные вещества, бактериальные токсины. На волокнах могут фиксироваться пищеварительные ферменты, а также поступившие с пищей жиры, легко расщепляемые углеводы. Это и определяет другое важнейшее свойство пищевых волокон: быть матрицей для переваривания питательных веществ, а в дальнейшем служить основой для формирования каловых масс. Имея большой объем, пищевые волокна создают эффект ложного насыщения, оказывают обволакивающее действие на стенки желудка. Если содержание пищевых волокон достаточно высоко, то снижается аппетит, что может быть весьма кстати при избыточном весе.

Сорбционное действие волокон не заканчивается в желудке. Проходя через двенадцатиперстную кишку, где пища подвергается воздействию желчи, пищевые волокна способны активно связывать вещества, входящие в ее состав (желчные кислоты, билирубин, холестерин), препятствуя тем самым образованию камней в желчном пузыре, благотворно влиять на липидный состав крови. Присутствие пищевых волокон в переваренной пище способствует разрыхлению каловых масс и существенно ускоряет их продвижение по кишечнику. Например, достаточно человеку, ведущему малоподвижный образ жизни и страдающему запорами, включить в суточный рацион дополнительно 20 - 25 г пищевых волокон и уже, через несколько дней, у него восстанавливается регулярное опорожнение кишечника. При этом слизистая оболочка кишечника меньшее время контактирует с токсичными продуктами расщепления пищи и канцерогенами, что заметно снижает риск поражения толстой кишки опухолевыми заболеваниями. Не усвоенные нашим организмом волокна служат прекрасным питанием для микрофлоры кишечника, способствуя увеличению количества полезных бактерий и помогая повысить сопротивляемость вредным, болезнетворным микроорганизмам. Особенно важно это для пожилых людей, поскольку с годами микрофлора кишечника приобретает гнилостный характер.

Рассмотрим, каким же образом волокна могут влиять на обмен веществ в организме в целом:

• они не расщепляются и не всасываются в кровь, т. е. не вмешиваются активно в обмен веществ. Зато препятствуют всасыванию поступающих с пищей или образующихся в процессе ее переваривания токсических веществ;
• пищевые волокна облегчают работу органов, ответственных за поддержание «чистоты» нашей внутренней среды и выведение шлаков (продуктов жизнедеятельности) кишечника, печени и почек;
• пища с большим количеством пищевых волокон быстрее вызывает чувство насыщения, и потому человек меньше потребляет энергоемких жиров и углеводов.

Известно, что избыточное количество холестерина и насыщенных жирных кислот является причиной формирования на стенках сосудов холестериновых бляшек, возникновения атеросклероза, ишемической болезни сердца и других заболеваний. Однако холестерин не только поступает с пищей, но и синтезируется внутри организма (эндогенный холестерин). Его синтез осуществляется в печени из желчных кислот, всосавшихся из кишечника. Пектин и другие пищевые волокна активно связывают желчные кислоты, изымая их из печеночно-кишечного кругооборота. Это приводит к снижению уровня желчных кислот и эндогенного холестерина.

• потребление практически бескалорийных волокон позволяет легко контролировать калорийность рациона, а значит, и собственный вес.

Все эти замечательные свойства позволяют считать пищевые волокна необходимыми компонентами питания, использовать их как уникальный природный сорбент, регулятор деятельности пищеварительного тракта, корректор нарушений жирового и углеводного обмена.

Долгое время отношение людей к веществам, которые сейчас называются пищевыми волокнами (ПВ), оставалось отрицательным.                С позиций ранних теорий питания они считались ненужным балластом, не представляющим никакой ценности для организма человека. С появлением теории адекватного питания, сформулированной российским физиологом А.М.Уголевым в 80-х гг. XX в., мнение о балластных веществах стало меняться. Теория адекватного питания сфокусировала внимание на важной роли  в процессах пищеварения и обмена веществ в целом, их влиянии на рост и развитие нормальной кишечной микрофлоры.

Согласно концепции здорового (функционального) питания, которая была сформулирована в 80-е гг. в Японии и к середине 90-х гг. разработана в Европе и США, ПВ относятся к группе физиологически функциональных ингредиентов. Данная группа объединяет входящие в составы пищевых продуктов вещества (и их комплексы) животного, растительного и минерального происхождения, а также живые микроорганизмы, обладающие способностью оказывать благоприятное влияние на одну и/или несколько метаболических реакций организма человека при систематическом употреблении в количествах, сопоставимых с суточной физиологической потребностью в них.

В последние 10 лет пищевые волокна служат объектом пристального внимания и серьезного изучения физиологов и технологов. Тенденция к возврату ПВ в рационы питания все более четко прослеживается на примерах новых разнообразных пищевых продуктов, появившихся в последнее время на продовольственном рынке, - от хлеба с отрубями до обогащенного растворимыми волокнами молока. Другим аспектом этого процесса являются технологические свойства ПВ, обусловливающие их широкое применение в составе группы пищевых добавок, «изменяющих структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов».

Противоречие заключается в том, что введение ПВ в продукт в качестве

функционального ингредиента целесообразно в физиологически значимых количествах, сопоставимых с суточной нормой, а применение их в качестве пищевой добавки требует минимальных количеств, необходимых для достижения конкретных технологических целей. Основной задачей, стоящей перед технологами, создающими новые продукты с пищевыми волокнами, является балансирование между удовлетворением потребностей организма человека в пищевых волокнах как в функциональном ингредиенте и сохранением традиционного качества обогащенного продукта. Таким образом, разработка новых физиологически функциональных продуктов требует решения целого ряда технологических задач, к которым относятся:

• выбор вида обогащаемого продукта;
• подбор пищевого волокна с учетом его известных физико-химических параметров, исходных свойств обогащаемого продукта и технологических режимов его получения;
• исследование влияния физиологически значимых концентраций пищевого волокна на качество разрабатываемого продукта;
• корректирование рецептуры продукта с целью нивелирования возможных изменений, вызванных введением волокна.

1.5   Физиологические аспекты применения пищевых волокон

По определению, данному в 1986 г. Trowell и Burcitt, которые являются одними из первых исследователей пищевых волокон, "пищевое волокно - это остатки растительных клеток, способные противостоять гидролизу, осуществляемому пищеварительными ферментами человека"

Технический комитет Американской ассоциации химиков-зерновиков (American Association of Cereal Chemists - ААСС) в 2000 г. принял следующее определение пищевых волокон: «Пищевое волокно - это съедобные части растений или аналогичные углеводы, устойчивые к перевариванию и адсорбции в тонком кишечнике человека, полностью или частично ферментируемые в толстом кишечнике. Пищевые волокна включают полисахариды, олигосахариды, лигнин и ассоциированные растительные вещества. Пищевые волокна проявляют положительные физиологические эффекты: слабительный эффект, и/или уменьшение содержания холестерина и/или глюкозы в крови».

По данным Департамента по питанию и пище при Академии наук США               (The Food Nutrition Board of National Academy - FNB) установлена физиологическая суточная потребность организма взрослого человека в ПВ, которая составляет от 25 до 38 г.

Растворимые и нерастворимые пищевые волокна влияют на функции пищеварительного тракта разными путями. Так как в желудочно-кишечном тракте отсутствуют ферменты, расщепляющие волокна, последние достигают толстого кишечника в неизменном виде. Содержащиеся здесь бактерии обладают ферментами, способными метаболизировать некоторые волокна и, в первую очередь растворимые. За счет ферментации бактерии получают энергию для размножения и строительства новых клеток.

Нерастворимые компоненты волокон, которые не подвергаются действию ферментов бактерий, удерживают воду в кишечнике. Благодаря водопоглотительной способности ПВ стимулируют моторную деятельность кишечника, способствуют продвижению остатков пищи вследствие большого объема стула. Позитивное физиологическое воздействие пищевых волокон на организм человека не ограничивается эффектами, связанными с функционированием пищеварительного тракта. Нерастворимые пищевые волокна участвуют в механизме предупреждения кариеса, а также выполняют функции энтеросорбентов, связывая токсичные вещества и радионуклиды и выводя их из организма.

Наиболее важные физиологические функции растворимых ПВ обусловлены их пребиотическими свойствами, которые связаны с участием в формировании питательной среды для развития нормальной кишечной микрофлоры, прежде всего бифидобактерий. Пребиотики - функциональные пищевые ингредиенты в виде вещества или комплекса веществ, обеспечивающие при систематическом употреблении оптимизацию микроэкологического статуса организма человека за счет избирательной стимуляции роста и (или) биологический активности нормальной микрофлоры пищеварительного тракта. К ним относятся волокна полисахаридной природы (инулин, гуммиарабик) и олигосахариды (олигофруктоза, лактулоза), которые способствуют росту и развитию нормальной кишечной микрофлоры человека, в том числе бифидобактерий. Среди известных сегодня бифидогенных факторов наибольшую долю составляют ферментируемые бактериями углеводы, специально синтезированные или выделенные из природных источников (например, топинамбура, цикория и др.). В настоящее время из перечисленных выше пребиотиков наибольшее коммерческое значение имеют олигосахариды и растворимые ПВ. Их использование с пищей не увеличивает содержание глюкозы в крови и не стимулирует образование инсулина. Добавление этих ПВ в пищу не сопровождается ухудшением органолептических свойств продуктов.