РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБА НА ОСНОВЕ БЕЗГЛЮТЕНОВЫХ МУЧНЫХ СМЕСЕЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства (технические науки) DOI: 10.25712^Ш2072-8921.2020.02.010 УДК 664.661.3: 663.192

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБА НА ОСНОВЕ БЕЗГЛЮТЕНОВЫХ МУЧНЫХ СМЕСЕЙ

Т.В. Орлова, П.И. Кудинов

В статье представлены рецептуры и технологии производства хлеба на основе без-глютеновых мучных смесей. В состав безглютеновых мучных смесей входит рисовая мука, мука квиноа, гречневая мука и прежелатинизированный крахмал. Изучены хлебопекарные и реологические свойства безглютеновых мучных смесей по показателю газообразующей способности и прочности консистенции теста. Определена динамика кислотонакопления для установления продолжительности брожения теста на основе безглютеновых мучных смесей. Проведен сравнительный анализ компонентного состава рецептур и технологических режимов производства хлеба на основе безглютеновых мучных смесей и хлеба безбелкового (ГОСТ 25832-89). Представлена органолептическая и физико-химическая оценка качества хлеба на основе безглютеновых мучных смесей. Разработанные рецептуры и технологии хлеба на основе безглютеновых мучных смесей могут быть рекомендованы для лечебного питания лицам, страдающих целиакией.

Ключевые слова: хлеб, безглютеновые мучные смеси, мука квиноа, рецептура, технология, оценка качества.

Безглютеновые продукты предназначены для людей, страдающих непереносимостью пшеничного белка. Целиакия предполагает пожизненную строгую диету, когда в рацион питания включаются продукты, не содержащие глютен. Выполняя требования полного исключения пшеничного белка из рецептур, производители сталкиваются с проблемой низкой пищевой ценности таких продуктов, т. к. основным бесклейковинным сырьем является кукурузный крахмал.

Хлебобулочные изделия отличаются простой рецептурой, поэтому замена пшеничной муки на крахмал очень сильно снижает не только пищевую ценность, но и показатели качества, в т. ч. и потребительские характеристики. Однако в настоящее время активно проводятся работы по обогащению без-глютеновых хлебобулочных изделий источниками основных пищевых веществ [1, 2, 3]. Но вопрос оптимизации и подбора рецептуры и технологии производства безглютенового хлеба остается актуальным.

При разработке технологических решений для производства безглютеновых хлебобулочных изделий дополнительно учитывали их ограниченный срок годности. Вот почему в нашей стране импортная безглютеновая продукция представлена в основном макаронными и кондитерскими изделиями, срок годности которых позволяет транспортировать их на большие расстояния и участвовать в международной торговле. Поэтому в данной работе приоритетными стали высокие потребительские свойства безглютеновых хлебобулочных изделий.

Известно, что одним из основных видов сырья в производстве хлебобулочных изделий, формирующих их реологические, физико-химические и органолептические показатели, являются хлебопекарные дрожжи. Однако для выращивания дрожжевых клеток могут использоваться питательные среды, содержащие глютен. И производитель пекарских дрожжей может и не указать это в маркировке. В этом случае необходимо использовать пекарские дрожжи с маркировкой «без глютена».

Таким образом, хлебопекарные дрожжи (сухие или прессованные) могут представлять опасность для больных целиакией. В таком случае процесс производства без-глютеновых хлебобулочных изделий будет основан на использовании технологических добавок: химических разрыхлителей (натрий двууглекислый, цитрат натрия, лимонная кислота) и структурообразователей (камеди, пектин), способных в совокупности придать хлебобулочному изделию форму и структуру. Вопрос органолептических характеристик в этом случае будет решаться дополнительным внесением компонентов (сахар, солодовые экстракты, патока и т. д.).

С потребительской точки зрения предпочтительно использовать хлебопекарные дрожжи, т. к. уже название хлебобулочного изделия на химических разрыхлителях непривычно для населения. К тому же химический состав квиноа предопределяет возможность производства безглютенового хлеба на хлебопекарных дрожжах: это и наличие пектина и сахаров для питания дрожжевых клеток.

Поэтому технологические решения производства безглютеновых хлебобулочных изделий на основе разработанных смесях включают изучение направления производства хлебобулочных изделий на основе пекарских дрожжей маркировки «без глютена».

Структурная схема разработки рецептур и технологии производства хлеба на основе безглютеновых мучных смесей представлена на рисунке 1.

Разработка рецептур и совершенствование технологии производства хлеба на основе безглютеновых мучных смесей

Оценка качества хлеба на основе безглютеновых мучных смесей: органолептические и физико-химические показатели

Рисунок 1 - Структурная схема проведения исследований

Для производства хлеба были использованы мучные безглютеновые смеси из муки рисовой, муки квиноа (белые семена), муки гречневой и прежелатинизированного крахмала РгедеАоСН 40 (Е1422).

Компонентные составы и соотношения Таблица 1 - Компонентный состав безглютеновых мучных смесей [4, 5]

мучных безглютеновых смесей автором были научно обоснованы и математически подтверждены в проведенных ранее исследованиях [4, 5]. Компонентный состав безглютеновых мучных смесей представлен в таблице 1.

Компоненты смеси Соотношение компонентов смеси, %

1 вариант - РКГ 2 вариант - РК

Мука рисовая 55 70

Мука семян квиноа (белые семена) 30 15

Мука гречневая 7 -

Крахмал РгедеАоСН 40 (Е1422) 8 15

Хлебопекарные свойства безглютеновых смесей в данной работе определяются способностью их образовывать тесто с определенными реологическими свойствами (учитывая отсутствие клейковинных белков) и газо-

образующей способностью (ГОС) с учетом химического состава компонентов смесей и ведения технологического процесса.

Газообразующая способность является очень важным технологическим показателем,

определяющим интенсивность брожения, накопления продуктов брожения и веществ, формирующих в дальнейшем вкус, цвет и аромат хлеба. Процесс газообразования зависит от природы углеводно-амилазного комплекса (в первую очередь, углеводов и активности амилолитических ферментов) входящих компонентов безглютеновых смесей. Газообразующая способность выражается ко-

личеством углекислого газа, выделившегося за установленный период времени при брожении теста из определенного количества мучной смеси, воды и дрожжей.

В качестве контроля была принята рисовая мука, являющаяся в данной работе основным компонентом безглютеновых смесей. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

го ^

и ^

О ^

О ш I-и ш т

X ^

о

1400

900

400

-100

120

180

60

контроль

смесь мука рисовая / мука квиноа смесь мука рисовая / мука квиноа / мука гречневая

240 300

Продолжительнось брожения, мин

Рисунок 2 - Газообразующая способность безглютеновых мучных смесей

В результате анализа рисунка 2 установлено, что за весь период брожения теста (300 минут) количество выделяемого углекислого газа СО2 смесями РКГ и РК увеличивается по сравнению с контролем на 7,3 % и 9,4 % соответственно.

Процесс газообразования смеси рисовой муки и муки квиноа, несмотря на наличие крахмала, выше, чем в смеси с гречневой мукой, что говорит о положительном влиянии химического состава муки квиноа на рост и активность дрожжевых клеток, которые сбраживают моносахариды, образованные частичной дезагрегацией пектолитическими ферментами содержащегося в муке квиноа пектина.

Реологические свойства безглютеновых мучных смесей для хлеба оценивали по изменению показателя прочности консистенции теста К60 на пенетрометре АП-4/2. Результаты исследований представлены на рисунке 3.

Анализ рисунка 3 показал снижение показателя деформации сжатия и укрепление консистенции теста из безглютеновых мучных смесей РК и РКГ по сравнению с контролем, что объясняется действием карбоксильных и гидроксильных групп молекул полигалактуро-новой кислоты (пектин в муке квиноа) на белки компонентов смесей с образованием дополнительных видов связей и дисульфидных мостиков.

300

■ контроль Смесь мука рисовая/мука квиноа/крахмал Смесь мука рисовая/мука квиноа/мука гречневая

Рисунок 3 - Прочность консистенции теста на основе безглютеновых мучных смесей

Показатель К60 смесей РК и РКГ уменьшается примерно одинаково на 8,5 % по сравнению с контролем, что свидетельствует о положительных реологических свойствах безглютеновых смесей и предопределяет технологический процесс тестоведения с сохранением формы тестовых заготовок.

На следующем этапе для установления

4

3,8

3 3,6 го

&■ 3,4

.а 3 2

Б 2

О 3 ¡5 2,8 § 2,6 * 2,4 2,2 2

оптимального режима тестоприготовления и продолжительности его брожения была изучена динамика кислотонакопления. Тесто для исследований готовили безопарным способом. Изменение общей кислотности теста на основе безглютеновых мучных смесей в течение 60 минут брожения представлено на рисунке 4.

20

30

40 50 60

Продолжительность брожения, мин

10

контроль

Смесь мука рисовая/мука квиноа/крахмал Смесь мука рисовая/мука квиноа/мука гречневая

Рисунок 4 - Общая кислотность теста из безглютеновых мучных смесей в процессе брожения

В результате анализа рисунка 4 уста

новлено, что общая кислотность теста на основе безглютеновых мучных смесей РКК и РКГ за весь период брожения увеличивается по сравнению с контролем на 6,4 и 8,8 % со-отвественно. Оптимальное значение кислотности теста (3 град) достигается на 2025 минут раньше по сравнению с контролем. Таким образом, экспериментально установленная положительная динамика кислотона-копления теста на основе безглютеновых мучных смесей, вероятно, объясняется уникальным химическим составом муки квиноа и гречневой муки. Данная тенденция характеризуется как положительный фактор в технологии производства хлеба на основе безглю-

теновых мучных смесей вследствие сокращения времени брожения теста.

В результате проведенных экспериментальных исследований хлебопекарных и реологических свойств мучных безглютеновых смесей, динамики кислотонакопления теста в процессе брожения была разработана предварительная рецептура и технология производства хлеба на основе безглютеновых мучных смесей. В качестве контроля предложена рецептура хлеба безбелкового из пшеничного крахмала (ГОСТ 25832-89) [6]. Сравнительный анализ компонентного состава рецептур и обоснование вариации их замещения для хлеба на основе безглютеновых мучных смесей представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Сравнительный анализ компонентного состава рецептур хлеба безбелкового и хлеба на основе безглютеновых мучных смесей

Хлеб безбелковый из пшеничного крахмала (контроль) Хлеб на основе безглютеновой мучной смеси РК Хлеб на основе безглютеновой мучной смеси РКГ

1 2 3

Наименование сырья

Крахмал пшеничный сухой Безглютеновая мучная смесь РК Безглютеновая мучная смесь РКГ

Крахмал кукурузный набухающий

Натрий двууглекислый Дрожжи хлебопекарные прессованные маркировки «без глютена» Дрожжи хлебопекарные прессованные маркировки «без глютена»

Соль поваренная Соль поваренная Соль поваренная

Продолжение таблицы 2

1 2 3

Масло сливочное несоленое Химический состав безглютеновых мучных смесей позволяет сократить рецептуру по сравнению с контролем, где масло сливочное, лимонная кислота, экстракт кукурузно-солодовый, кислота лимонная, калий виннокислый и витамины группы В, РР вносятся для формирования органолептических, физико-химических показателей и достижения приемлемой пищевой ценности, т. к. представляющее основу контроля бесклейко-винное сырье (крахмалы) является низкоценным.

Сахар-песок

Экстракт кукурузно-солодовый

Кислота лимонная

Калий виннокислый

Витамины

Количество компонентов рецептур

10 3 3

В результате анализа таблицы 2 установлено, что, благодаря уникальности без-глютеновых мучных смесей, компонентный состав хлеба на их основе минимизирован и более чем в 3 раза меньше по сравнению с хлебом безбелковым (контролем).

На следующем этапе проводили сравнительный анализ технологии и технологических режимов приготовления теста для хлеба безбелкового и хлеба на основе безглютено-

вых мучных смесей с учетом химического состава рецептурных компонентов. Результаты представлены на рисунке 5.

В результате анализа рисунка 5 установлено, что технология производства хлеба безбелкового и хлеба на основе безглютено-вых смесей имеет принципиальные отличия, обусловленные особенностями и природой основных сырьевых компонентов.

Рисунок 5 - Сравнительный анализ технологии производства хлеба безбелкового и хлеба на основе безглютеновых мучных смесей

Поэтому на следующем этапе были проведены пробные лабораторные выпечки хлеба безбелкового и хлеба на основе безглюте-

новых мучных смесей, рецептуры и показатели технологического процесса производства которых приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Рецептуры и режимы приготовления для хлеба безбелкового и хлеба на основе безглютеновых мучных смесей

Наименование сырья, полуфабрикатов и показателей процесса Хлеб безбелковый (контроль) Хлеб на основе безглютеновой мучной смеси РК Хлеб на основе безглютеновой мучной смеси РКГ

Крахмал пшеничный сухой, кг 88,0 - -

Крахмал кукурузный набухающий, кг 12,0 - -

Безглютеновая мучная смесь РК, кг - 100,0 -

Безглютеновая мучная смесь РКГ, кг - - 100,0

Натрий двууглекислый, кг 1,2 - -

Дрожжи хлебопек. прессованные, кг - 1,5 1,5

Соль поваренная, кг 0,2 1,3 1,3

Масло сливочное несоленое, кг 5,0 - -

Сахар-песок, кг 2,0 - -

Экстракт кукурузно-солодовый, кг 4,0 - -

Кислота лимонная, кг 0,3 - -

Калий виннокислый, кг 2,7 - -

Витамины, кг 0,0156 - -

Вода питьевая, кг по расчету по расчету по расчету

Температура начальная, °С 20-22 26-27 26-27

Влажность теста, % 49-50 48-49 48-49

Продолжительность брожения, мин - 30-35 30-35

Продолжительность расстойки, мин - 25-30 25-30

Кислотность конечная, град, не более 2-2,5 3,0 3,0

Тесто для хлеба безбелкового (контроль) готовили на химических разрыхлителях без стадии брожения следующим образом: в сбивальную машину вносили пшеничный крахмал, соль, сахар, кукурузно-солодовый экстракт, калий виннокислый, лимонную кислоту, предварительно растворенные в небольшом количестве горячей воды с таким расчетом, чтобы после перемешивания и добавления холодной воды температура массы была не выше 16 °С. Смесь тщательно перемешивали. В отдельной емкости смешивали набухающий крахмал с натрием двууглекислым и растворами витаминов. Полученную смесь вносили в сбивальную машину к остальным компонентам и замешивали тесто. В конце замеса вносили размягченное сливочное масло и продолжали замес до получения однородной массы. Замешенное тесто делили на тестовые заготовки установленной массы, укладывали в формы, смачивали водой и сразу помещали в печь. Выпечку хлеба про-

Таблица 4 - Показатели качества хлеба на осн

изводили без пароувлажнения в течение 3040 минут при температуре 210-220 °С [6].

Замес теста для хлеба на основе безглютеновых мучных смесей проводили в следующем порядке: в дежу тестомесильной машины вносили растворенные в воде дрожжи хлебопекарные, солевой раствор и всю воду по расчету, затем просеянную безглюте-новую мучную смесь и замешивали тесто до получения однородной массы. По окончании брожения тесто делили на тестовые заготовки определенной массы, укладывали в формы или на противни (подовый хлеб) и подвергали расстойке при температуре 35-38 °С и относительной влажности 75-80 %. Выпечку хлеба производили в печи без пароувлажнения при температуре 220-230 °С в течение 2025 мин.

Результаты органолептической и физико-химической оценки качества хлеба на основе безглютеновых мучных смесей представлены в таблице 4.

э безглютеновых мучных смесей

Показатели Хлеб безбелковый Хлеб на основе безглю- Хлеб на основе безглю-

качества (контроль) теновой смеси РК теновой смеси РКГ

1 2 3 4

Органолептические показатели

Форма Формовой хлеб: соот. хлебной форме, с плоской верхней коркой, без боковых выплывов Формовой хлеб: соот. хлебной форме, с выпуклой верхней коркой, без боковых выплывов Формовой хлеб: соот. хлебной форме, с выпуклой верхней коркой, без боковых выплывов

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4

Подовый хлеб: овальная, Подовый хлеб: Подовый хлеб:

слегка расплывчатая, без округлая, округлая,

притисков не расплывчатая не расплывчатая

Поверхность С мелкими трещинами, неровная Без трещин, гладкая Без трещин, гладкая

Цвет Светло-коричневый, бледноватый, равномерный Светло- желтыйравномерный с темно-коричневой корочкой Темно-коричневый, обусловленный наличием гречневой муки

Промес Без комочков и следов Без комочков и следов Без комочков и следов

непромеса непромеса непромеса

Пористость Мелко развитая, без пустот, небольшие уплотнения ближе к корочке Развитая, без пустот и уплотнений Развитая, без пустот и уплотнений

Свойственныйданному Специфичный запах Свойственный

Запах виду, без посторонних запахов и затхлости квиноа, напоминающий лесные орехи данному виду, с запахом гречневой муки, не затхлый

Свойственныйданному Ощущается специ- Свойственныйданному

Вкус виду, без посторонних привкусов фичный приятный вкус квиноа, напоминающий лесные орехи виду, приятный, с привкусом гречневой муки

Физико-химические показатели

Удельный объем, см3/100г 510 695 680

Формоустойчи-вость, (Н^) 0,48 0,55 0,54

Пористость, % 52 73 69

В результате анализа таблицы 4 установлены существенные различия показателей качества безбелкового хлеба и хлеба на основе безглютеновых мучных смесей.

Отмечено, что наличие в хлебе на основе безглютеновых мучных смесей гречневой муки и муки квиноа положительно отражается на запахе, вкусе и цвете готовых изделий. В целом хлеб на основе безглютеновых мучных смесей отличается правильной и нерасплывчатой формой, гладкой без трещин поверхностью, развитой и без пустот пористостью по сравнению с плоской бледно-светлой коркой, неровной поверхностью, мелко развитой пористостью и уплотненным мякишем контрольного образца.

Установлено, что наилучшими физико-химическими показателями обладает хлеб на основе безглютеновой смеси РК, что, вероятно, обусловлено высоким содержание муки квиноа в составе смеси.

Таким образом, на основании проведенных исследований хлебопекарных и реологических свойств безглютеновых мучных смесей, динамики кислотонакопления и установ-

ления продолжительности брожения теста на основе этих смесей, сравнительного анализа компонентного состава и режимов приготовления безглютенового хлеба с аналогами разработаны рецептуры и технология производства хлеба на основе безглютеновых мучных смесей, проведена его оценка качества.

Разработанные рецептуры и технологии хлеба на основе безглютеновых мучных смесей могут быть рекомендованы для лечебного питания лицам, страдающих целиакией.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Терновской, Г.В. Обогащение безглютенового хлеба полноценным белком / Г.В. Терновской, Т.А. Филимонова, С.Ю. Беняш, Р.Л. Хегай // Хлебопечение России. - 2017. - № 1. - С. 18-19.

2. Журавлева, Е.О. Безглютеновый хлеб с мукой из семян расторопши / Е.О. Журавлева, О.О. Пасько, Л.А. Козубаева // Ползуновский вестник. - 2017. - № 2. - С. 45-48.

3. Дубровская, Н.О. Производство безглютеновых хлебобулочных изделий с использованием нетрадиционного растительного сырья / Н.О. Дубровская, Л.И. Кузнецова, О.И. Парахина // Хлебопродукты. - 2016. - № 11. - С. 36-37.

4. Щеколдина, Т.В. Физико-химические показатели качества безглютеновых мучных смесей / Т.В. Щеколдина // Теоретический и практический потенциал современной науки : сборник научных статей ; научный редактор Д.В. Фурсова. - Москва. -2019. - С. 59-63.

5. Щеколдина, Т.В. Технология смешивания композиций безглютеновых мучных смесей на основе квиноа / Т.В. Щеколдина // Ползуновский вестник. - 2019. - № 3. - С. 19-24.

6. Сборник рецептур и технологических инструкций по приготовлению диетических и профилактических сортов хлебобулочных изделий. - М. : Пищепромиздат, 1997. - 177 с.

Орлова Татьяна Владимировна,

к.т.н., доцент кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Тру-билина», 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, e-mail: [email protected], тел.: 8(909)45-46-355.

Кудинов Павел Игнатьевич, к.т.н., профессор кафедры биоорганической химии и технической микробиологии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», 350072, г. Краснодар, ул. Московская, д. 2, корп. «Г», каб. 40, e-mail: [email protected] тел.: 8(861) 255-06-19.