CC BY
38
УДК 664.649
DOI 10.24412/2311-6447-2022-3-193-199
Оптимизация состава безглютеиовой смеси для хлебопечения
Optimization of the composition of gluten-free mixture for baking
Доцент E.A. Скорбина, доцент И.А. Трубина, профессор O.B. Сычева, студент С.М. Лаптев
Ставропольский государственный аграрный университет, кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции, тел. +7 (865)2 28-61-69, [email protected]
Associate Professor E.A. Skorbina, Associate Professor I.A. Trubina, Professor O.V. Sycheva, Student S.M. Laptev
Stavropol State Agrarian University, chair of Technology of Production and Processing of Agricultural Products, tel. +7 (865)2 28-61-69, [email protected]
Аннотация. В современном обществе, c. одной стороны, постоянно улучшается качество пищевых продуктов, разрабатываются новые, максимально адаптированные к потребностям человека функциональные продукты питания, а с другой - не уменьшается, а наоборот, возрастает количество алиментарно зависимых заболеваний. В частности, отмечается рост заболеваемости различными видами непереносимости глютена: целиакия - аутоимунная глютеновая болезнь, аллергическая энтеропа-тия, неаутоимунная неаллергическая непереносимость глютена и др., поэтому увеличивается значение и распространенность среди широких групп населения безглютеновой диеты. В настоящее время уже сформирован сегмент рынка безглютеновых продуктов, но он еще недостаточно развит и наполнен. В настоящее время ассортимент таких продуктов представлен в основном продуктами импортного производства, поэтому разработка продуктов для безглютеновой диеты является сегодня актуальным и востребованным направлением пищевой индустрии. Насыщение рынка предполагается путем разработки технологий и рецептур продуктов, представляющих собой альтернативу глютенсодержащпм. Для этого необходимо использовать, прежде всего, различные виды злаков, не содержащих глютена, а также дополнять рецептуры другими полезными компонентами. При этом важно обеспечить желательное соотношение пищевых веществ и хлебопекарные свойства такой смеси. На основании подбора сырьевых компонентов и исследования их влаго- и жироудерживающен способности предложен вариант безглютеновой мучной смеси, состоящей из амарантовой, миндальной муки и муки из корня кипрея в соотношении 70:25:5. Физико-химическая и органолептическая оценка полученной поликомпонентной смеси позволила рекомендовать её для получения хлебобулочных изделий при безглютеновой диете.
Abstract. In modern society, on the one hand, the quality of food products is constantly improving, new functional food products are being developed that are maximally adapted to human needs. And on the other hand, the number of alimentary dependent diseases does not decrease, but, on the contrary, increases. In particular, there is an increase in the incidence of various types of gluten intolerance: celiac disease, autoimmune gluten disease, allergic enteropathy, non-autoimmune non-allergic gluten intolerance, etc., therefore, the importance and prevalence of a gluten-free diet among the general population is increasing. Currently, a segment of the gluten-free products market has already been formed, but it is still insufficiently developed and filled. Currently, the range of such products is mainly represented by imported products, therefore, the development of products for a gluten-free diet is an urgent and in-demand direction of the food industry today. Saturation of the market is expected through the development of technologies and formulations of products that represent an alternative to gluten-containing products. To do this, it is necessary to use, first of all, various types of gluten-free cereals, as well as supplement the recipes with other useful components. At the same time, it is important to ensure the desired ratio of nutrients and baking properties of such a mixture. Based on the selection of raw materials and the study of their moisture- and fat-retaining ability, a variant of a gluten-free flour mixture consisting of amaranth, almond flour and flour from the root of cypress in a ratio of 70: 25: 5 was proposed. The physico-chemical and organoleptic evaluation of the resulting multicomponent mixture allowed it to be recommended for the production of bakery products with a gluten-free diet.
© Скорбина E.A., Трубина И.А., Сычева O.B., Лаптев С.М., 2022
193
Ключевые слова: глютен, целиакия, безглютеновая смесь, миндаль, амарант, кипрей
Keywords: gluten, celiac disease, gluten-free mixture,almonds, amaranth, fireweed
Наличие и доступность продуктов питания для населения страны является одной из важнейших социально-экономических задач и приоритетным направлением государственной политики, охватывающим широкий круг социальных, экономических, экологических и демографических факторов. При этом продукты питания должны не только соответствовать и покрывать потребности человека в пищевых веществах и энергии, но и быть максимально полезными. Этим требованиям удовлетворяют продукты питания функциональной направленности. Их употребление направлено на коррекцию функций организма человека и в целом на состояние здоровья, поэтому роль и значение таких продуктов постоянно возрастает. Проблема потребления данных продуктов в составе ежедневного рациона приобретает существенное значение [9].
При этом важная роль отводится пищевому статусу населения, так как он во многом определяет состояние и темпы развития хронических заболеваний. В структуре питания россиян отмечается существенный перекос в сторону рафинированных продуктов, богатых жирами и углеводами. Согласно рекомендациям ВОЗ и практикующих врачей-диетологов особое значение в питании имеют продукты растительного происхождения как источника пищевых волокон.
На общем фоне алиментарно зависимых заболеваний отмечается рост заболеваемости различными видами непереносимости глютена. Поэтому возрастает актуальность безглютеновой диеты, так как все больше потребителей выбирают продукты «gluten free» [8]. Поэтому безглютеновые продукты - практически новая ниша пищевых продуктов и ингредиентов. Если за рубежом она развивается достаточно давно, то в нашей стране пока сформировался только ограниченный сегмент без-глютеновых продуктов в общем рынке продуктов питания [10].
На российском рынке безглютеновых продуктов преобладают товары импортного производства, что обусловливает достаточно высокую цену [7]. Потенциал российского рынка безглютеновых продуктов питания достаточно высокий. На современном этапе он только формируется. Отмечается особый интерес к безглютеновым мучным и хлебобулочным изделиям, как со стороны людей, страдающих аутоиммунными заболеваниями, так и со стороны здоровых людей, придерживающихся безглютеновой диеты [5].
Известные рецептуры безглютенового хлеба содержат в основном рисовую и кукурузную муку [6]. В этих смесях преобладает содержание крахмала при относительно низком содержании белков, пищевых волокон, витаминов и минеральных веществ, что обусловливает их невысокую пищевую ценность.
Следовательно, расширение спектра новых востребованных продуктов для безглютеновой программы питания является сегодня актуальным направлением пищевой индустрии. Насыщение данного сегмента рынка предполагается путем разработки технологий и рецептур продуктов, представляющих собой альтернативу глю-тенсодержащим. Для этого необходимо использовать виды злаков, не содержащих глютена, а также дополнять рецептуры другими полезными ингредиентами, в частности, нетрадиционными для хлебопечения культурами, зарекомендовавшими себя как перспективное сырье для получения безглютеновых продуктов: амарант, миндаль, кипрей [3].
Цель исследований - разработка поликомпонентной смеси для выпечки хлебобулочных изделий, без клейковины, обладающей высокой пищевой ценностью и хлебопекарными качествами. В задачи исследований входил поиск альтернативных видов сырья, сочетание которых сможет обеспечить оптимальное содержание белков, жиров и углеводов и необходимые хлебопекарные характеристики для форми-
рования привычной структуры изделий.
Исходя из того, что основными структурообразующими компонентами пшеничной муки являются клейковина и крахмал, а ржаной муки - левулезаны (некрахмальные полисахариды), безглютеновые мучные смеси целесообразно комбинировать из четырех групп пищевых компонентов: крахмальные и некрахмальные полисахариды, высокобелковые ингредиенты, гидроколлоиды и пищевые добавки.
Для включения в поликомпонентную смесь на основании анализа литературных источников отобрано несколько доступных и эффективных видов сырья для производства безглютеновых хлебобулочных изделий: амарантовая, миндальная и мука из корня кипрея.
Семена амаранта считаются пентозансодержащим сырьем, сходным по характеристикам с семенами ржи. А мука, получаемая из них, близка по хлебопекарным свойствам к ржаной муке, в которой водосвязывающая и водоудерживающая способность обусловлена некрахмальными полисахаридами. В зерне амаранта содержится 2 % проламинов, что сопоставимо с рисом, гречкой, кукурузой. Амарантовая мука содержит на 20 % больше белка по сравнению с пшеничной и на 100 % - с рисовой, в 2-3,5 раза больше липидов, больше клетчатки в сравнении с пшеничной на 20-25 % и на 50-75 % - с гречневой и рисовой. Липиды представлены ненасыщенными жирными кислотами и до 8 % скваленом - мощным антиоксидантом и антиканцерогеном.
Миндальная мука представляет собой тщательно перемолотый миндальный орех, поэтому в её составе преобладают жиры (50 %), с достаточно высоким содержанием белков и углеводов (по 20 %), а также витаминов.
Кипрей, или иван-чай - это многолетняя трава. Ее толстые корневища обладают сладким вкусом, их употребляют в сыром, отварном и жареном виде, часто используют в виде муки, а из листьев делают копорский чай. Высушенные и размолотые корни растения раньше добавляли в муку для выпечки хлеба, оладий. Сухари из такого хлеба были устойчивы к плесневению, а брага на кипрейной муке шла на изготовление вина и медовухи. Это объясняется тем, что в корне кипрея содержатся слизи, представляющие собой смесь полисахаридов, в том числе и пектина. Пектин характеризуется высокой набухаемостью, вязкостью, эмульгирующими свойствами, способностью образовывать гели, повышать водопоглотительную способность.
Пищевая ценность компонентов для включения в поликомпонентную безглюте-новую смесь представлена в табл. 1.
Таблица 1
Пищевая и энергетическая ценность компонентов безглютеновой смеси в 100 г
Показатель Мука
амарантовая миндальная корня кипрея
Белки,г 8,9 25,86 4,71
Углеводы, г 61,8 3,02 8,62
Жиры, г 1,7 54,55 2,75
Энергетическая ценность, кКал 298 602 103
Для этих видов сырья можно констатировать высокую пищевую ценность, за счет высокого содержания белков (преимущественно альбуминов и глобулинов и полном отсутствии глютена (а-глиадина), растительных жиров, содержащих непредельные жирные кислоты, и пищевых волокон, что позволяет комбинировать эти виды сырья в определенном соотношении для получения желаемых характеристик.
Энергетическая ценность безглютеновой смеси рассчитывалась с учетом коэффициентов пересчета энергетической ценности основных пищевых веществ
пищевой продукции согласно приложению 4 к ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части ее маркировки» (ТР ТС 022/2011); кислотность муки - по ГОСТ 27493-87 Мука и отруби. Метод определения кислотности по болтушке, влажность муки - по ГОСТ 9404-88 Мука и отруби. Метод определения влажности. Водоудерживаюшую и жиросвязываюшую способность безглютеновой муки определяли по прописи П.Ж. Анашкиной [1].
На основании вышеизложенного установлено, что целесообразно в технологии безглютеновых мучных изделий использовать амарантовую муку как источник некрахмальных полисахаридов, миндальную муку - как источник полноценных белков и непредельных жиров, измельченный корень кипрея - как источник гидроколлоидов.
Наряду с компонентным составом безглютеновой смеси необходимо установить их оптимальное соотношение. Прежде всего, важно иметь данные по водоудержива-ющей способности ингредиентов, так как она влияет на вязкость теста, а также на выход и качество готовых изделий.
Одним из важнейших показателей муки является способность поглощения влаги, обусловленная возможностью белков набухать, то есть удерживать воду, что очень важно в хлебопечении. Высокая влагоудерживающая способность муки улучшает текстуру и повышает выход хлебобулочных изделий, а также удлиняет сроки их хранения без значительного ухудшения качественных характеристик.
Исходя из водоудерживающей способности каждого ингредиента провели расчет и прогноз поглощения воды для образования теста нужной структуры, трехком-понетной смесью: амарант-миндаль-кипрей (рис. 1).
в амарантовая мука ■ мука из корня кипрея и миндальная мука
Рис. 1. Водоудерживающая способность компонентов безглютеновой смеси
Самую высокую водоудерживаюшую способность показала амарантовая мука (86,7 %), что позволило определить ей место главного компонента смеси. Также амарантовая мука содержат лецитин, обладающий эмульгирующей способностью, что оказывает положительное воздействие на улучшение структурно-механических свойств теста. Значительной, но более низкой водопоглотительной способностью обладают мука из корня кипрея (82,3 %) и миндальная мука (77,8 %), что учтено при определении соотношения ингредиентов безглютеновой смеси.
Другим важным свойством муки является жиросвязывающая способность (ЖСС). Для рецептурных компонентов она играет значительную роль в формировании текстуры хлебобулочных изделий, так как в рецептуре присутствуют жировые компоненты (рис. 2).
100 80 60 40 20 о
жиросвязывающая способность %
В амарантовая мука ■ мука из корня кипрея у миндальная мука
Рис. 2. Жиросвязывающая способность компонентов безглютеновой смеси Проведенные исследования позволили определить соотношение компонентов в смеси, как 70:25:5 и рассчитать её пищевую ценность (табл. 2).
Таблица 2
Расчетная энергетическая и пищевая ценность поликомпонентной безглютеновой смеси
Наименование сырья Энергетическая ценность, кКал/кДж Содержание в 100 г смеси, г
Белки Углеводы Жиры
Амарантовая мука 208,60/869,86 6,67 43,19 1,27
Миндальная мука 150,50/627,59 6,46 0,76 13,64
Мука из корня кипрея 5,15/21,48 0,23 0,43 0,14
Смесь 364,25/1518,92 13,37 44,38 15,05
Результаты органолептической оценки и физико-химических исследований поликомпонентной безглютеновой смеси представлены в табл. 3. За счет высокой кислотности амарантовой муки возможно сокращение длительности процесса брожения без применения ферментных препаратов.
Таблица 3
Органолептические и физико-химические показатели поликомпонентной смеси
Показатель Характеристика (значение)
Цвет Серовато-коричневый
Внешний вид, текстура Рассыпчатая, не комкуется
Вкус Травяной, с ореховым послевкусием
Запах Ярко выраженных ореховый
Влажность, % 10,2
Кислотность, град 2,6
Разработанная поликомпонентная безглютеновая смесь обладает высокой энергетической и пищевой ценностью, отличается хорошими потребительскими свойствами. Благодаря своим показателям по водоудерживающей и жироудерживаю-щей способности, сбалансированному аминокислотному составу белков может использоваться в производстве безглютеновых мучных изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анашкина П. Ж. Исследование безглютенных видов муки для производства хлебобулочных изделий / П. Ж. Анашкина, Е. В. Москвичева, И. А. Тимошенкова и др. // Международный научно-исследовательский журнал. 2021. № 1. (ЮЗ) Часть 1. С. 98 - 104.
2. Жаркова И.М., Мирошниченко A.A., Звягин A.A., Бавыкина И.А. Амарантовая мука: характеристика, сравнительный анализ, возможности применения / / Вопросы питания. 2014. Т. 83. -№ 1. - С. 67-73.
3. Жулькина Я. В. Перспективное сырье для получения безглютеновых продуктов / / Современные тенденции в пищевых производствах. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Красноярск. 2022. С. 10-13.
4. Закурдаева А. А., Петрова Е. В., Закурдаева М. А. Роль миндальной муки в питании населения. Питание при целиакии: разработка рецептуры кексов на миндальной муке / / Научные основы создания и реализации современных технологий здоровьесбережения. Материалы VIII международной научно-практической конференции, посвященной Году науки и технологий в Российской Федерации. - Волгоград. 2021. С. 250-256.
5. Корсакова А.И., Климов В.А. Развитие рынка безглютеновых хлебопекарных продуктов // Дельта науки. 2019. № 2. С. 60-63.
6. Курбанова К. X., Иванченко О. Б. Изучение хлебопекарных свойств рисовой муки и гречишной как сырья для безглютеновых пищевых продуктов / / Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием. Высшая школа биотехнологии и пищевых технологий. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. 2018. С. 26-29.
7. Лейберова Н.В. Современные тенденции рынка безглютеновых продуктов и их качества // Потребительский рынок Евразии: современное состояние, теория и практика в условиях Евразийского экономического союза и ВТО. Материалы Международной научно-практической конференции. Екатеринбург. 2020. С. 25-28.
8. Устименко А.Ю. Глютен: за и против / / Мечниковские чтения -2020. Материалы 93-й Всероссийской научно-практической студенческой конференции с международным участием. Министерство здравоохранения Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования, Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова. 2020. С. 298.
9. Шкрабтак Н.В., Праскова Ю.А., Фролова H.A. Анализ рынка продуктов здорового питания и тенденции его развития // Новости науки в АПК. 2019. № 3 (12). - С. 84-87.
10. Шмидт Ю. С. Тенденция развития безглютенового питания / / Современная наука и инновационные образовательные технологии. Материалы V Международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и магистрантов Ставропольского института кооперации (филиала) БУКЭП. 2019. С. 259-261.
REFERENCES
1. Anashkina P. Zh., Moskvicheva E. V., Timoshenkova I. A., i dr. Issledovanie bezgljutennyh vidov muki dlja proizvodstva hlebobulochnyh izdelij [Research of gluten-free types of flour for the production of bakery products], Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2021. No 1 (103) Chast' 1. pp. 98 - 104.
2. Zharkova I.M., Miroshnichenko L.A., Zvjagin A.A., Bavykina I.A. Amarantovaja muka: harakteristika, sravnitel'nyj analiz, vozmozhnosti primenenija, [Amaranth flour: characteristics, comparative analysis, application possibilities],Voprosy pitanija. 2014.
T. 83. No 1. pp. 67-73.
3. Zhul'kina Ja. V. Perspektivnoe syr'e dlja poluchenija bezgljutenovyh produktov, Sovremennye tendencii v pishhevyh proizvodstvah [Promising raw materials for gluten-free products], Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Krasnoyarsk, 2022. pp. 10-13.
4. Zakurdaeva A. A., Petrova E. V., Zakurdaeva M. A. Rol' mindal'noj muki v pitanii naselenija. pitanie pri celiakii: razrabotka receptury keksov na mindal'noj muke [The role of almond flour in the nutrition of the population. Nutrition for celiac disease: development of a recipe for cupcakes on almond flour], Nauchnye osnovy sozdanija i realizacii sovremennyh tehnologij zdorov'esberezhenija. Materialy VIII mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhjonnoj Godu nauki i tehnologij v Rossijskoj Feder-acii. Volgograd, 2021. pp. 250-256.
5. Korsakova A.I., Klimov V.A. Razvitie rynka bezgljutenovyh hlebopekarnyh produktov [Development of the gluten-free bakery products market], Del'ta nauki. 2019. No 2. pp. 60-63.
6. Kurbanova K. H., Ivanchenko O. B. Izuchenie hlebopekarnyh svojstv risovoj muki i grechishnoj kak syrja dlja bezgljutenovyh pishhevyh produktov [Study of baking properties of rice flour and buckwheat as raw materials for gluten-free foods], Nedelja nauki SPbPU. Materialy nauchnoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Vysshaja shkola biotehnologii i pishhevyh tehnologij. Sankt-Peterburgskij politehnicheskij univer-sitet Petra Velikogo. 2018. pp. 26-29.
7. Lejberova N.V. Sovremennye tendencii rynka bezgljutenovyh produktov i ih kachestva [Current trends in the market of gluten-free products and their quality], Po-trebitel'skij rynok Evrazii: sovremennoe sostojanie, teorija i praktika v uslovijah Ev-razijskogo jekonomicheskogo sojuza i VTO. Materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Ekaterinburg, 2020. pp. 25-28.
8. Ustimenko A.Ju. Gljuten: za i protiv [Gluten: pros and cons], Mechnikovskie cht-enija-2020. Materialy 93-j Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj studencheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Ministerstvo zdravoohranenija Rossijskoj Federacii, Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obra-zovanija, Severo-Zapadnyj gosudarstvennyj medicinskij universitet imeni I.I. Mechniko-va . 2020. pp. 298.
9. Shkrabtak N.V., Praskova Ju.A., Frolova N.A. Analiz rynka produktov zdorovogo pitanija i tendencii ego razvitija [Analysis of the market of healthy food products and trends in its development], Novosti nauki v APK. 2019. No 3 (12). pp. 84-87.
10. Shmidt Ju.S. Tendencija razvitija bezgljutenovogo pitanija [The trend of gluten-free nutrition], Sovremennaja nauka i innovacionnye obrazovatel'nye tehnologii. Materialy V Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii professorsko-prepodavatel'skogo sostava i magistrantov Stavropol'skogo instituta kooperacii (filiala) BUKJeP. 2019. pp. 259-261.
