Под пищевой ценностью пищевых продуктов, в част­ности, хлеба, понимают комплекс свойств, обеспечиваю­щих физиологические потребности человека в энергии и основных пищевых веществах.

В таблице 1.1 приведены данные о расчетной пищевой ценности хлебобулочных изделий в соответствии со спра­вочным приложением в ГОСТ Р 53072-2008.

Пищевая ценность хлеба зависит от сорта муки, а так­же от способа получения муки и сочетания ее с другими продуктами.

Содержание биологически активных компонентов (бел­ков, витаминов) в различных частях зерна приведено в таблице 1.2.

Переработка зерна пшеницы и ржи на муку сопровож­дается неизбежными потерями микронутриентов — ви­таминов, минеральных веществ, удаляемых вместе с обо­лочкой зерна. Приготовление из муки хлебобулочных и мучных кондитерских изделий увеличивает потерю этих важных биологически активных веществ (рис. 1.2).

Как видно из рисунка 1.2, максимальные потери ви­таминов возникают при помоле зерна пшеницы в муку высшего сорта и составляют для тиамина (B₁) 63%, ниацина (РР) — 78, пиридоксина (B₆) — 70, фолиевой кисло­ты — 33%.

Изделия из муки второго сорта богаче витаминами, чем продукция из муки высшего сорта. Хлеб из ржаной обой­ной муки, смеси ржаной и пшеничной муки второго сор­та, пшеничной муки второго сорта (100 г) обеспечивает организм человека тиамином на 9,3-11%, ниацином — до 15% суточной потребности, а из пшеничной муки высше­го сорта — всего на 6-7%. Массовая доля рибофлавина в 100 г хлеба из любой муки составляет 3,6-5,0% суточной потребности (табл. 1.3).

Пищевая ценность изделий оценивается по их биоло­гической и энергетической ценности, а также биологиче­ской эффективности.

Для характеристики качества белка, входящего в со­став пищевого продукта и отражающего степень соответ­ствия его аминокислотного состава потребностям организ­ма в аминокислотах для синтеза белка, служит показа­тель биологической ценности. Всемирной организацией здравоохранения (ФАО/ВОЗ) введены понятия «идеаль­ный» белок, содержащий все незаменимые аминокислоты в количестве (мг/1 г белка): изолейцин — 40; лейцин — 70; лизин — 55; метионин + цистин — 35; фенилаланин + ти­розин — 60; триптофан — 10; треонин — 40; валин — 50 и аминокислотный скор (А)

Аминокислотный скор (%):

где A_i — скор i-й аминокислоты, %; C_i — содержание i-й аминокислоты в исследуемом белке, мг/г белка; C_i0 — со­держание i-й аминокислоты в «идеальном» белке, мг/г белка.

Из рассчитанных значений аминокислотных скоров выбирают A_min — минимальный скор; далее рассчитыва­ют коэффициент различия аминокислотного скора КРАС (%), который показывает, насколько хорошо сбалансирован состав незаменимых аминокислот в данном белке:

Для характеристики степени усвоения белка рассчи­тывают его биологическую ценность (%):

БЦ= 100-КРАС.

Чем меньше КРАС, тем выше БЦ и тем лучше усваи­вается белок организмом. Например, лимитирующие ами­нокислоты пшеничной муки первого сорта — лизин и тре­онин, а муки, полученной в результате помола бобов чече­вицы, — метионин + цистин. Так как в пшеничной муке первого сорта и в муке, полученной размолом бобов чече­вицы, лимитирующими являются разные аминокислоты, то для повышения биологической ценности белков целе­сообразно составлять композиции на основе принципов пищевой комбинаторики.

Расчет показывает, что при введении в рецептуру изде­лий из пшеничной муки первого сорта муки из бобов че­чевицы (22% к массе пшеничной) — хлеб «Бобовое зерныш­ко» (ТУ 9114-003-02068108-00, ФГБОУ ВПО ВГУИТ) — биологическая ценность нового изделия улучшается на 27%:

Биологическая ценность хлеба зависит от вида, сорта и выхода муки. Чем выше сорт и ниже выход муки, тем ниже содержание в ней белка.

В зерне злаков незаменимые аминокислоты, лимити­рующие качество белка, — лизин, треонин, триптофан и метионин — являются дефицитными. Аминокислотный скор по лизину у ржаной муки выше, чем у пшеничной. По требованиям нутрициологии (науки о питании) полно­ценные пищевые белки должны содержать около 36% не­заменимых аминокислот. Для повышения биологической ценности хлебобулочных изделий необходимо повысить содержание белков путем введения в тесто компонентов с улучшенным составом по наиболее дефицитным амино­кислотам — лизину и треонину.

Основные задачи повышения биологической ценности хлебобулочных изделий:

• повышение массовой доли наиболее лимитированных в муке незаменимых аминокислот — лизина и трео­нина;
• применение белоксодержащих обогатителей, отвеча­ющих требованиям пищевой безопасности.

Для оценки количества энергии (кДж), высвобождае­мой в организме человека из пищевых веществ продуктов питания для обеспечения физиологических функций, ис­пользуют такой показатель, как энергетическая ценность.

Для расчета энергетической ценности продукта (кДж) пользуются эмпирической формулой:

Э = (Б • 0,96 + У • 0,96 + Ж • 2,2 + К • 0,7 + А • 1,7),

где Б, У, Ж, К, А— содержание белков, углеводов, жи­ров, органических кислот и алкоголя в 100 г пищевого продукта соответственно, г; 0,96; 2,2; 0,7; 1,7 — соответ­ственно количество энергии, выделяемой при расщеплении 1 г белков и углеводов, жиров, органических кислот, ал­коголя, кДж/г.

Суточная потребность в энергии для условного «сред­него» взрослого, занятого легким физическим трудом че­ловека (18-29 лет), составляет 586 кДж.

Пищевая ценность рассчитывается в граммах на 100 г продукта. Для оценки вклада того или иного пищевого вещества в удовлетворение суточной потребности челове­ка рекомендуется пользоваться методическими рекомен­дациями МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических по­требностей в энергии и пищевых веществах для различ­ных групп населения Российской Федерации».

Значение хлебобулочных изделий в удовлетворении потребностей взрослого человека в витаминах весьма су­щественно. Так, потребность в витамине В₁ покрывается на 54,3%, В₂ — 18,7; В₃ — 25,1; В₆ — 38,8; В₉ — 37,0; Е — 76,1; РР — 47,7% и т. д. Степень удовлетворения потреб­ности в витамине В₂ низкая. В связи с этим при обогаще­нии изделий витаминами необходимо учитывать в них долю рибофлавина (витамина B₂).

В таблице 1.4 приведены данные по содержанию основ­ных пищевых веществ в хлебобулочных изделиях.

На долю углеводов приходится 60-70% пищевого ра­циона. Из них около 52-66% потребляется с зерновыми продуктами. Углеводы как эссенциальные компоненты не только определяют основной энергетический гомеостаз организма, но необходимы для биосинтеза многих угле­родсодержащих полимеров.

Среди полисахаридов (крахмал, декстрины, гликоге­ны) наибольшее значение в питании человека имеет крах­мал растительных продуктов. Среднее содержание крах­мала во ржи и пшенице составляет 60-75%.

Хлебобулочные изделия из пшеничной хлебопекарной муки высшего и первого сортов перегружены легкоусвоя­емыми углеводами. Для снижения энергетической ценно­сти таких изделий в их состав вводят структурные поли­сахариды растительных клеток (целлюлоза, гемицеллю­лоза, пектиновые вещества), лигнин. Наличие пищевых волокон в хлебе важно для больных, страдающих ожире­нием. Повышенная сорбционная способность волокон сни­жает содержание в пищеварительном тракте ионов свин­ца, кадмия и пр.

В 100 г ржаного хлеба содержится около 5% пищевых волокон, а в пшеничном из хлебопекарной муки высшего сорта в 2 раза меньше. В хлебе, приготовленном из смоло­того пшеничного зерна без отбора отрубей, содержится свыше 8,5% пищевых волокон (табл. 1.5). С хлебом чело­век потребляет не более 10 г пищевых волокон. Повсед­невный рацион человека должен содержать около 25-40 г пищевых волокон, но не превышать 60 г в день.

Хлеб из пшеничной муки второго сорта, ржаной обдир­ной и цельносмолотой муки почти полностью удовлетворя­ет потребность организма человека в пищевых волокнах и рекомендуется людям, страдающим сердечно-сосуди­стыми заболеваниями. Изделия с повышенным содержа­нием пищевых волокон рекомендуются при атонии кишеч­ника, ожирении, сахарном диабете, для профилактики этих заболеваний у населения в регионах с неблагополуч­ными экологическими условиями проживания.

Пищевая ценность хлеба определяется не только его энергетической ценностью, но и составом и усвояемостью минеральных веществ. Они участвуют во всех физиологи­ческих и биохимических процессах — в создании живого белка, в построении костной ткани, в ферментативных и обменных процессах. «Пища, не содержащая минераль­ных солей, ведет к медленной голодной смерти», — писал в прошлом столетии русский гигиенист Ф. Ф. Эрисман.

Такие недуги и болезни современного человека, как потеря аппетита, похудание, сердечно-сосудистые, онко­логические и другие заболевания, врачи связывают в боль­шей степени с минеральным голоданием. В состав мине­ральных веществ зерна хлебных злаков входят многие элементы, однако с точки зрения пищевой ценности хле­ба наибольшее значение имеют кальций, фосфор, магний и железо. Суточная потребность организма в кальции со­ставляет 800-1000 мг; в фосфоре — 1000-1500 мг; в маг­нии — 300-500 мг; в железе — 15 мг. Следует учитывать, что потребность в них возрастает у женщин в период бере­менности и кормления детей грудным молоком, у детей и подростков — в период роста организма.

Усвояемость минеральных веществ, содержащихся в хлебе, зависит от соотношения кальция, фосфора и маг­ния. От 60 до 80% фосфора в зерне представлено в виде соединений фитиновой кислоты, которая не только не усваивается организмом, но и со многими минеральными веществами (в том числе с кальцием, магнием, железом) образует неусвояемые нерастворимые соединения. Если благоприятное для усвоения организмом соотношение кальция и фосфора в пище составляет от 1:1,5 до 1:2, то за счет связывания кальция это соотношение снижается у зерна ржи до 1:5, а у зерна пшеницы — до 1: 7,5.

В среднем за счет хлеба суточная потребность в каль­ции удовлетворяется на 10-20%, в фосфоре и железе — на 33-38%. Наблюдается явная недостаточность кальция.

Содержание минеральных веществ в хлебе зависит от вида зерна; сорта и выхода муки; технологии приготовле­ния хлеба; применения добавок; качества воды, исполь­зуемой на замес теста. Минеральная ценность ржаного хлеба выше, чем пшеничного, благодаря большему содер­жанию и лучшему соотношению в нем таких элементов, как кальций и железо. Больше минеральных веществ со­держится в хлебе из муки, смолотой из зерна без отбора отрубей. Это связано с тем, что минеральные вещества сконцентрированы, в основном, в оболочке, алейроновом слое и зародыше зерна. При сортовом помоле эти части зерна удаляют. Хлеб из муки любого сорта нуждается в обогащении кальцием, а хлеб из пшеничной муки высше­го сорта — и в обогащении железом. Например, в пше­ничном хлебе из муки, смолотой из зерна без отбора отру­бей, железа в 5 раз больше, чем в хлебе из муки высшего сорта. Фосфора в хлебе хотя и много, но значительная его часть находится в составе соединений фитиновой кисло­ты. Часть его высвобождается за счет действия фермента муки фитазы, гидролизующей фитиновую кислоту до фос­форных соединений.

Высокоминерализованный хлеб с добавлением отру­бей (хлеб барвихинский и зерновой из пшеничной муки высшего сорта и дробленого пшеничного зерна с частица­ми размером до 2 мм) сбалансирован по составу кальция, фосфора и магния. Некоторые диетические хлебобулоч­ные изделия готовят с применением пшеничных отрубей (размер частиц 0,5-1,0 мм), которые содержат витамины группы В, токоферолы, минеральные вещества, в частно­сти, усвояемое железо.

Для того чтобы минеральные вещества, а также вита­мины и белки, содержащиеся в отрубях, лучше усваивались организмом человека, отруби необходимо дополнительно измельчать. Создан сорт пшеничной муки, содержащий 20-25% тонкоизмельченных отрубей. Так, например, из­делия, полученные из пшеничной муки, содержащей 20­25% тонкоизмельченных отрубей, содержат в 2,6 раза больше железа, в 2,5 — калия по сравнению с изделиями из муки высшего сорта.

Хлеб с зародышем зерна пшеницы полезен не только здоровым людям, но и как диетический продукт рекомен­дуется людям, страдающим атеросклерозом, пеллагрой и различными заболеваниями обмена веществ. Кроме пита­тельных веществ зародыш зерна содержит фермент фитазу, способствующую сохранению минеральных веществ в доступном для организма виде.

Для обогащения хлеба кальцием используют различ­ные добавки: пищевой мел (0,3-0,5%), обогатитель ми­неральный «Кальциевый» (ТУ 9219-043-23-476484-00), глюконат кальция. Наиболее эффективно применение су­хого обезжиренного молока, в котором кальций находит­ся в наиболее легко усвояемой человеческим организмом форме. Кроме того, при замесе теста в него рекомендуется добавлять кислый фосфат кальция, растворенный в мо­лочной сыворотке. Сухое обезжиренное молоко входит в рецептуру некоторых изделий: хлеб городской и белорус­ский, булочки «Октябренок» и «Колобок» и др. Эффек­тивность применения высокобелковых молочных продук­тов заключается не только в улучшении аминокислотно­го состава изделий, но и в повышении доли кальция и витамина B₂, при этом соотношение кальций : фосфор сме­щается в оптимальную для организма человека сторону.

Значительно повышает содержание минеральных ве­ществ, а также белков и витаминов использование в хлебе 10-25% от массы муки молочной сыворотки взамен части воды. Молочная сыворотка включена в рецептуру хлеба житного из муки ржаной обдирной, булки крестьянской и булочки с молочной сывороткой, выпекаемых из муки первого сорта и др.

Обогащение хлебобулочных изделий железом (НИИ питания РАМН и МГУПП) также актуально из-за уча­стившихся случаев железодефицитной анемии, вызван­ной ухудшением экологической обстановки в стране. По­высить содержание железа в хлебе можно либо соответ­ствующим изменением помола, либо добавлением солей, например, 0,005% от массы муки сульфата железа к муке высшего сорта. Для этих же целей НПО «РосбиотехМоби» (г. Обнинск) предложило добавку «Гемобин» (ТУ 9358­001-10837785-96). Преимущества этой добавки состоят в том, что она получена из крови высших животных и со­держит натуральное гемовое железо в той же форме, в ко­торой оно входит в состав миоглобина и гемоглобина. Структура гема у человека и высших животных идентич­на. Высокая биологическая доступность (Fe²+) «Гемобина» (более 80%) обеспечивает быстрый и выраженный про­тивоанемический эффект.

Для повышения пищевой ценности хлеба используют­ся такие ингредиенты, как фосфатидные концентраты, солодовые ферментные препараты и солевые смеси, напри­мер хлорид натрия, обогащенный фторидом натрия и суль­фатом железа.

При наличии эндемического зоба целесообразно обо­гащать хлеб йодом, используя химически чистый йодид калия или богатую йодом морскую капусту, или йодказеин. На основе препаратов йода разработаны следующие изделия: хлеб пшеничный с морской капустой, хлеб ржа­ной с морской капустой, хлеб соловецкий, хлеб пшенич­ный йодированный и др.

Употребление изделий, обогащенных йодом, рекомен­дуется при заболеваниях щитовидной железы, сердечно­сосудистой системы, а также для профилактики этих за­болеваний, особенно в пожилом возрасте.

Учитывая крайне неблагоприятные последствия дефи­цита микронутриентов для здоровья детей и взрослых, НИИ питания РАМН совместно с ЗАО «Валетек Продим- пэкс» предложил для хлебопекарной промышленности ряд обогатителей, включающих витамины группы В, фо­лиевую кислоту, p-каротин, железо, йод: 0,2%-ный р-ка- ротин в растительном масле; соль пищевую йодированную с содержанием йода 40±15 мкг/г; витаминно-минеральные обогатители «Валетек», представляющие смесь витами­нов B_1s B₂, B₆, РР, фолиевой кислоты, железа и кальция с пшеничной мукой, сахаром или крахмалом и обеспечива­ющие высокую стабильность витаминов в процессе про­изводства и хранения хлебобулочных изделий. Потребле­ние взрослым человеком 2 г обогатителей «Валетек» на 60-80% удовлетворяет суточную потребность организма в витаминах группы B и на 40-50% — в железе.

Вкус хлеба зависит от состава воды, используемой при замесе теста, а также от содержания в ней минеральных солей. Известно, что дистиллированная и мягкая артези­анская вода содержат мало солей. При обогащении хлеба минеральными веществами необходимо знать исходную жесткость воды, зависящую от содержания солей каль­ция и магния.

Минерализацию воды проводят добавлением чистых реагентов, соленой воды, электрообработкой. Наибольшее распространение получил метод, основанный на дозиро­вании в воду концентрированных растворов солей или минерализующих добавок в виде таблеток. Промышлен­ность выпускает стандартные наборы таких добавок для питьевой воды, включающие, например, карбонат каль­ция, хлорид и бикарбонат натрия и др. Их расход состав­ляет 120-150 мг на 1 дм³ воды. Воду можно не только ми­нерализовать, но придавать ей лечебные свойства, добав­ляя морскую соленую воду, предварительно очищенную и обеззараженную.

На основе всего вышеизложенного можно сделать вы­вод, что хлеб для организма человека является основным поставщиком энергии, растительных белков, углеводов, удовлетворяет в некоторой степени потребность в кальции, магнии, железе, в витаминах групп В и РР, пищевых во­локнах. Однако качество белков хлебобулочных изделий следует повышать путем включения в их рецептуру до­полнительных компонентов, содержащих наиболее дефи­цитные аминокислоты — лизин и треонин, улучшать со­отношение между минеральными веществами — кальци­ем и фосфором, кальцием и магнием, витаминизировать муку или полуфабрикаты, обогащать их растительными волокнами, содержащимися в продуктах переработки зер­нового сырья, фруктовых или овощных порошках и др.

Учитывая роль хлеба в рационе питания населения, необходимо решать проблемы повышения его пищевой ценности.

Основные направления повышения пищевой ценнос­ти хлебобулочных изделий приведены ниже.

1. Комплексная переработка зерна, увеличение выхо­да муки с целью включения в ее состав алейронового слоя и зародыша зерна; использование отрубей при выработ­ке хлеба из муки высших сортов; совершенствование тех­нологии хлеба из муки, смолотой из зерна без отбора от­рубей.
2. Увеличение массовой доли белков путем включения в рецептуру компонентов растительного или животного происхождения с повышенным по сравнению с мукой со­держанием белка и наиболее дефицитных аминокислот — лизина и треонина.
3. Повышение биологической ценности хлебобулоч­ных изделий путем обогащения белками зернового, бобо­вого и масличного сырья.
4. Повышение минеральной и витаминной ценности хлебобулочных изделий специально разработанными ком­плексами и за счет местного растительного сырья.
5. Обогащение хлеба растительными волокнами пу­тем введения в рецептуру продуктов переработки тради­ционного промышленного сельскохозяйственного сы­рья — пшеничных отрубей, фруктовых или овощных по­рошков; использование резервов зерна — зародышевых хлопьев, биоактивированного зерна, отрубей, муки, по­лученной из зерна без отбора отрубей.
6. Применение биогенных продуктов — проростков зерна и ростков зерен — носителей микроэлементов, ми­неральных веществ, протеинов, ферментов, витаминов, пищевых волокон.
7. Применение ферментных препаратов, регулирую­щих биотехнологические процессы, модифицирующие нативные белки, углеводы, жиры, клетчатку и т. д.
8. Минерализация воды.