Разделы: Биотехнологии
Размещена 24.09.2025. Последняя правка: 24.09.2025.
Просмотров - 241

ПРОИЗВОДСТВО КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОРОШКА ТОПИНАМБУРА

Пономарева София Александровна

Донской Государственный Технический Университет

Студент

Кротова Ольга Евгеньевна, доктор биологических наук, кандидат сельскохозяйственных наук, профессор кафедры Техника и технологии пищевых производств

УДК 664.681.15

Введение. В последние годы наблюдается возрастающий интерес к функциональным пищевым продуктам, которые не только удовлетворяют потребности в питательных веществах, но и участвуют в профилактике и коррекции заболеваний (сахарный диабет, ожирение, метаболические и сердечно-сосудистые нарушения). Особое внимание уделяется растительным источникам с природными биологически активными соединениями. Клубни топинамбура (земляная груша, Helianthus tuberosus L.) содержат значительное количество полисахарида инулина – пребиотика, который не вызывает резких скачков глюкозы в крови и стимулирует рост «дружественных» кишечных бактерий. Например, известный источник инулина – корни цикория – содержат его в среднем 16–20 % от массы свежего сырья, и в топинамбуре этот показатель сопоставим. Инулин часто используется в пищевой промышленности как низкокалорийный подсластитель, заменитель жира и обогащающий пищевое волокно ингредиент в йогуртах, хлопьях, батончиках и др. В частности, были получены низкокалорийные «здоровые» печенья с добавлением инулина, а также хлебобулочные изделия с гипогликемическим эффектом для диабетиков. Помимо инулина, клубни топинамбура богаты пищевыми волокнами, калием, магнием, железом, витаминами C и группы B, что делает их перспективным функциональным сырьём [3].

Параллельно растёт интерес к ресурсосберегающим технологиям в пищевой промышленности – использованию местного сырья, сокращению затрат на импортные ингредиенты и уменьшению технологических потерь. В этом контексте использование порошка топинамбура для замены части рафинированного сахара или муки является актуальным: это позволяет повысить диетическую и экологичную ценность продукции и снизить её себестоимость за счёт применения локального сырья. Таким образом, производство печенья с порошком топинамбура представляет синергетическое решение с точки зрения здорового питания и рационального использования ресурсов.

Впервые в рамках данной работы проведена комплексная рецептурная замена в печенье и сахарозы, и части пшеничной муки на порошок клубней топинамбура с раздельной оценкой влияния каждого вида замещения на состав и органолептические свойства продукта. Выполнен полный физико-химический, органолептический и статистический анализ образцов функционального печенья с различным уровнем замещения (5% и 10%), что позволило подробно изучить эффект двойной замены ингредиентов. Ранее порошок топинамбура применялся в основном как заменитель пшеничной муки , тогда как в настоящем исследовании акцент сделан на одновременном использовании его и в качестве муко-заменителя, и в качестве подсластителя.

Научная новизна.

Впервые в рамках данной работы проведена комплексная рецептурная замена в печенье и сахарозы, и части пшеничной муки на порошок клубней топинамбура с раздельной оценкой влияния каждого вида замещения на состав и органолептические свойства продукта. Выполнен полный физико-химический, органолептический и статистический анализ образцов функционального печенья с различным уровнем замещения (5% и 10%), что позволило подробно изучить эффект двойной замены ингредиентов. Ранее порошок топинамбура применялся в основном как заменитель пшеничной муки , тогда как в настоящем исследовании акцент сделан на одновременном использовании его и в качестве муко-заменителя, и в качестве подсластителя.

Построены регрессионные модели зависимости содержания пищевых волокон и редуцирующих сахаров в печенье от уровня замещения порошком топинамбура; на их основе обоснован оптимальный процент включения добавки, обеспечивающий сохранение высоких вкусовых и текстурных показателей при улучшении функциональной ценности продукта. Подтверждён ресурсосберегающий потенциал предложенной технологии: за счёт использования доступного сырья достигается минимизация материальных и энергетических затрат производства , что повышает экономическую целесообразность её внедрения.

Обзор литературы. Топинамбур – ценный источник функциональных ингредиентов. В литературе подчёркивается, что инулин из топинамбура способствует нормализации углеводного обмена и является природным пребиотиком. Он проявляет способность ускорять утилизацию глюкозы, снижать её всасывание и тем самым понижать гликемический индекс продуктов. Благодаря этому топинамбур можно использовать в изделиях для диетического и диабетического питания. Например, исследования показали, что инулин применим при создании низкокалорийных диетических печений и хлеба с пониженным гликемическим индексом [2].

Кроме инулина, порошок топинамбура обладает сладковатым вкусом, что позволяет частично заменить сахар в рецептуре изделий, а повышенное содержание пищевых волокон делает продукцию более питательной и «сытной». В работах других авторов показано, что добавление овощных мук, в том числе из топинамбура, в мучные изделия обогащает их пищевыми волокнами и улучшает диетические свойства. Так, Зырянова и соавторы (2021) получили оптимальное песочное печенье с 4 % муки топинамбура, при которой органолептическая оценка оказалась выше контрольной (27 баллов против 24,75). Эти данные свидетельствуют о том, что небольшие доли топинамбурной добавки могут улучшать сенсорные показатели продукта. Другие авторы также отмечают, что включение порошка топинамбура в рецептуру кондитерских изделий повышает их пищевую ценность, не ухудшая органолептические качества [4].

Таким образом, литература подтверждает: порошок топинамбура является перспективным функциональным компонентом для производства диетических мучных кондитерских изделий. Существующие исследования показывают, что дозы добавки порядка 4–10 % позволяют обогатить продукцию клетчаткой и снизить гликемическую нагрузку без ощутимой потери вкусовых свойств. В настоящей работе эти принципы реализуются с акцентом на ресурсосбережение: заменой части сахара или муки местным сырьём – топинамбурным порошком.

Цель и задачи.

Целью исследования являлось изучение применения ресурсосберегающей технологии производства функционального печенья с добавлением порошка топинамбура, а также оценка её влияния на качество готового продукта и эффективность технологического процесса. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

• провести обзор литературы по использованию топинамбура в пищевой промышленности и его функциональным свойствам;
• разработать рецептуры печенья с различным уровнем замещения сахара и/или муки порошком топинамбура;
• выполнить экспериментальное изготовление образцов по этим рецептурам;
• определить физико-химические (влажность, содержание жира, сахара и пищевых волокон, калорийность) и органолептические показатели полученных образцов;
• провести статистическую обработку полученных данных (средние значения, дисперсионный анализ) для оценки значимости различий;
• сформулировать выводы о целесообразности применения технологии с позиций функциональности продукта и ресурсосбережения.

Материалы и методы.

В качестве основных ингредиентов для печенья использовали пшеничную муку (высший сорт), сахар-песок, сливочное масло, куриные яйца, пищевую соду и соль. Порошок топинамбура получали из измельчённых высушенных клубней: сушили измельчённый топинамбур при 55–60 °C до влажности

Были изготовлены следующие образцы печенья: К (контроль) – по классической рецептуре без добавки топинамбурного порошка; S-5, S-10 – замена 5% и 10% сахара порошком топинамбура (по массе); F-5, F-10 – замена 5% и 10% муки порошком топинамбура. Все образцы выпекались в одинаковых условиях. Количество других ингредиентов приводилось с учётом эквивалентной массы теста, чтобы сохранить сопоставимость рецептурных вариантов.

Исследуемые образцы анализировали по следующим параметрам: влажность (гравиметрический метод или ИК-влагомер), массовая доля жира (с помощью извлечения растворителем), содержание углеводов (определяли сахара: глюкозу, фруктозу, сахарозу и инулин методом ВЭЖХ с рефрактометрическим детектором) и пищевых волокон (расчетно – как разница между сухим веществом и суммой белков, жиров, сахара и золы). Энергетическую ценность рассчитывали по стандартной формуле. Органолептическую оценку проводил дегустационный комитет (5 человек) по пятибалльной шкале с учётом вкуса, аромата, структуры и внешнего вида. Статистическую обработку (средние значения, стандартное отклонение, однофакторный дисперсионный анализ) выполняли при помощи стандартных статистических программ для определения значимости различий (уровень значимости α=0,05) [1].

Физико-химические показатели. Все образцы имели влажность примерно 8,1–8,5 % и жирность ~17,5–18%. Варианты с добавкой порошка топинамбура показали значительное снижение содержания сахара и повышение пищевых волокон по сравнению с контрольным. Так, в контрольном образце (К) сахар составлял ~34,5 %, клетчатка – ~1,9 %, а энергетическая ценность – ~440 ккал/100 г. При замене 10% сахара (S-10) содержание сахара снизилось до ~31 % (примерно на 3,5 %), а клетчатка возросла до ~2,6 %; энергетическая ценность уменьшилась до ~420 ккал. Аналогично, при замене муки (F-10) сахар составил ~33,8 %, клетчатка – ~2,8 % (прирост на 0,9 п.п. от контроля). Таким образом, с увеличением доли топинамбурного порошка наблюдается рост пищевых волокон и одновременное снижение доли сахара и калорийности изделия. Это улучшает функциональную ценность продукта: повышается питательная плотность за счёт волокон, снижается гликемическая нагрузка за счёт меньшего содержания быстрых углеводов. Подобное изменение состава ожидаемо и согласуется с данными других авторов о том, что топинамбур обогащает изделия клетчаткой и снижает энергетическую ценность [3].

Органолептические свойства. Все образцы получили высокие оценки дегустаторов (4,4–5,0 балла из 5 по каждому критерию). Контрольный образец оценивался в среднем на 5,0 по вкусам и общей характеристике. Образцы S-5 и F-5 с 5% добавкой топинамбура набрали около 4,8–4,9 балла по вкусу и структуре – что близко к контролю. При 10%-й замене (S-10, F-10) отметки снизились до ~4,4–4,7 балла, но всё же оставались высокими. То есть введение порошка топинамбура в пределах 5–10 % не приводит к резкому ухудшению вкуса и текстуры продукта. Наилучшее сочетание качества и функциональности наблюдалось при 5 % замещении, когда дегустационные баллы были практически такими же, как у контрольного печенья. Результаты согласуются с литературой: например, Зырянова и соавторы отмечали, что печенье с 4 % муки топинамбура получило более высокие оценки дегустации (27 против 24,75 у контрола). Таким образом, замена небольшого процента основного ингредиента местным растительным сырьём позволяет сохранить традиционные органолептические свойства изделия.

Ресурсосберегающий эффект. Предложенная технология на практике уменьшает затраты на импортоемкие ингредиенты. За счёт замены 5–10 % рафинированного сахара или муки местным порошком топинамбура снижается доля дорогих компонентов и повышается использование возобновляемых растительных ресурсов. При этом процедура замены не требует значительных изменений технологического процесса – тесто замешивается аналогичным образом, а изделие печётся по обычной схеме. Статистический анализ подтвердил: различия по содержанию волокон и органолептическому впечатлению были статистически значимыми (p<0,05), что говорит о реальном эффекте внесения добавки. Линейная регрессия показала прямую зависимость роста клетчатки от уровня замены (коэффициент детерминации R²≈0,99). В совокупности эти данные указывают на то, что применение порошка топинамбура можно отнести к ресурсосберегающим технологиям в кондитерском производстве без потери качества.

Выводы.

1. Включение порошка топинамбура в рецептуру печенья повышает его питательную ценность: доля пищевых волокон при замещении 5–10 % ингредиентов возрастает более чем в 1,3–1,5 раза, а содержание сахара и калорийность значительно снижаются. Эти изменения способствуют снижению гликемической нагрузки конечного продукта.
2. Органолептические свойства улучшенного печенья остаются на высоком уровне. Лучший баланс вкуса и диетической ценности был достигнут при 5 % замещении, когда дегустационные оценки практически не отличались от контрольных. Таким образом, рецептура с таким уровнем добавки оптимальна для производства функционального печенья.
3. Замена части муки или сахара на местный порошок топинамбура соответствует принципам ресурсосбережения: снижает зависимость от импортных компонентов и повышает экологичность производства. Технологически процедура простая и экономически оправдана, поскольку не требует переналадки оборудования.
4. Разработанные рецептуры и результаты исследования могут быть использованы при расширении ассортимента мучных кондитерских изделий функционального назначения. Созданное печенье с топинамбурным порошком может рекомендоваться в рацион диетического и диабетического питания.

1. ГОСТ 24901-2014. Печенье. Общие технические условия. – М.: Стандартинформ, 2015.
2. Дубкова Н.З., Вахитов М.Р., Харьков В.В. Использование порошка топинамбура в производстве продуктов функционального назначения // Foods Raw Materials. – 2021. – Т. 9, № 1. – С. 69–78.
3. Diez S., Tarifa M.C., Salvatori D.M., Franceschinis L. Functional ingredients based on Jerusalem artichoke: technological properties, antioxidant activity, and prebiotic capacity // Biol. Life Sci. Forum. – 2024. – Vol. 40, No. 1. – P. 24.
4. Зырянова Ю.В. Использование топинамбура и полуфабрикатов из него в кондитерской отрасли // Вестник Красноярского ГАУ. – 2021. – № 8. – С. 162–166.

Рецензии:

21.10.2025, 16:05 Баева Анжелика Ахсарбековна
Рецензия: Проведенное исследование доказывает, что использование порошка топинамбура для изготовления функционального печенья эффективно с точки зрения здоровья потребителей и экономики производства. Разработка новых рецептур позволит расширить ассортимент продуктов специального назначения, подходящих для широкого круга потребителей, включая тех, кому необходима специальная диета.



Комментарии пользователей:

21.10.2025, 10:21 Ашрапов Улугбек Товфикович Отзыв: Тапинамбур (земляная груша) содержит инулин, который является отличным дополнением к рациону для людей с сахарным диабетом 2 типа. Растение снижает уровень сахара в крови благодаря замедленному усвоению углеводов. Это происходит из-за высокого содержания клетчатки и пищевых волокон в овоще. Также при диабете топинамбур укрепляет сосудистые стенки. Статья "ПРОИЗВОДСТВО КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОРОШКА ТОПИНАМБУРА" написана на актуальную тему. Рекомендую публиковать данную научную статью в журнале SCI-ARTICLE.RU и желаю автору дальнейших творческих успехов.

Оставить комментарий