Использование растительных обогащающих добавок при производстве макаронных изделий: литературный обзор

Состояние здоровья человека, его работоспособность и качество жизни в значительной мере определяются пищевой ценностью продуктов питания и их сбалансированностью. В связи с этим улучшение качества и сбалансированности продуктов питания массового потребления является общегосударственной задачей. Продукты питания могут не только восполнять потребности в энергии и основных питательных веществах, но и иметь функциональные свойства. Многие исследователи как отечественные, так и зарубежные изучают возможности применения нетрадиционных видов сырья в производстве обогащенных и функциональных пищевых продуктов массового потребления (Гаврилова и др., 2007; Ramos et al., 2016; Егорова и др., 2018).

Макаронные изделия являются одними из наиболее популярных продуктов питания населения и входят в список товаров повседневного спроса. Отечественный рынок макаронных изделий, по результатам исследований Росстат, IndexBox Russia ¹ , показывает стабильный рост, также растет спрос на продукцию повышенного качества среднего и премиального сегментов. Это можно объяснить развитием культуры потребления макаронных изделий не только в качестве гарнира, но и как самостоятельного блюда, а также тенденцией предпочтения потребителями полезной и качественной продукции, несмотря на ее более высокую стоимость. Популярность идей здорового образа жизни и правильного питания объясняет повышение потребительского спроса на макаронные изделия из твердых сортов пшеницы и изделия с добавками, в состав которых включены кроме твердой пшеницы другие зерновые культуры, овощные и ягодные компоненты. Известны макаронные изделия с повышенным содержанием клетчатки, цельнозерновые, безглютеновые, с добавлением амаранта, стевии, топинамбура, шпината, томатов, боярышника и других компонентов, которые позиционируются как диетические (Казеннова и др., 2009; Корячкина и др., 2006; Коргина и др., 2014).

В Италии, Германии, других странах макаронная продукция вырабатывается исключительно из муки твердых сортов пшеницы; в России из-за недостаточного количества специальной макаронной муки, получаемой только из сортов твердой пшеницы, макаронные изделия вырабатываются в основном из муки пшеницы мягких сортов. Выработанные из мягкой пшеницы макаронные изделия характеризуются высокой калорийностью и низкой пищевой ценностью. В связи с этим обогащение макаронной продукции функциональными пищевыми ингредиентами с высокой пищевой и биологической ценностью (белки, пищевые волокна, витамины и др.), расширение ассортимента с помощью использования нетрадиционного для макаронного производства растительного сырья поможет решить задачи повышения качества питания населения и расширения ассортимента функциональных пищевых продуктов массового потребления (Корячкина и др., 2006; Коргина и др., 2014; Аптрахимов и др., 2015).

Цель работы – систематизация информации об использовании обогащающих растительных добавок в рецептуре и технологии производства макаронных изделий.

Обсуждение

Обогащающие растительные добавки при производстве макаронных изделий

Помимо традиционной пшеницы в производстве макаронных изделий используют такие злаковые культуры, как рожь, ячмень, полба, овес, рис, сорго, просо, кукуруза, гречиха и др. (Коргина и др., 2014; Аптрахимов и др., 2015).

При выборе обогащающей добавки, в том числе для производства макаронных изделий, нужно основываться на теории сбалансированного питания и учитывать содержание биологически активных веществ, которое должно быть на уровне, обеспечивающем профилактические свойства готового продукта, при этом гарантировать соблюдение требуемого качества продукта при хранении, транспортировании и варке. Правильно подобранные сырье и обогащающие добавки помогут гарантировать функциональность готовых изделий, увеличение их пищевой и биологической ценности, а также качество и безопасность готовой продукции. При использовании обогащающих добавок для макаронного теста необходимо учитывать их влияние на технологические параметры производства, которые изменятся при изменении рецептуры, и качество готовых изделий (Казеннова и др., 2009; Корячкина и др., 2006; Коргина и др., 2014; Аптрахимов и др., 2015).

Для разработки макаронных изделий с использованием нетрадиционного растительного сырья представляют интерес исследования, направленные на оценку влияния внесения обогащающих добавок на технологические свойства и качество готовой продукции. Как обогащающие добавки к пшеничной муке в производстве макаронных изделий используются овсяная мука, полбяная, мука бобовых, амарант и др. Использование различных видов муки и других продуктов переработки злаковых, бобовых культур, овощей, ягод и фруктов способствует расширению ассортимента.

Так, учеными института хлебопекарной промышленности был разработан способ производства макаронных изделий из пшеничной муки с пищевой обогащающей добавкой из зерновых и овощных сортов амаранта (Способ…, 2004). Авторами доказано, что добавление в макаронное тесто продуктов переработки амаранта как овощных, так и зерновых сортов, увеличивает биологическую ценность готовых изделий и, что важно, значимо уменьшает показатели микробиологической обсемененности готовых макаронных изделий. Также успешно амарант применяется в кондитерском и хлебопекарном производстве (Егорова и др., 2018).

Корячкиной С. Я. и Осиповой Г. А. (Состав…, 2006) разработана новая рецептура макаронного теста с повышенным содержанием белка и высокими показателями качества. В рецептуру макаронного теста авторы предложили к пшеничной муке добавлять известные белоксодержащие бобовые культуры (горох, фасоль и чечевица) в виде муки и рябиновое пюре. Внесение в тесто рябинового пюре способствует обогащению биологически активными веществами и улучшает цветовой показатель. В результате исследований доказано, что готовые макаронные изделия, произведенные по новой рецептуре с предложенными добавками, содержат повышенное количество белка, сбалансированного по аминокислотному составу. Внесение муки бобовых и рябинового пюре в макаронное тесто положительно повлияло как на органолептические показатели, так и на структурно-механические. Полученные по разработанной рецептуре макаронные изделия имеют высокие показатели качества.

В целях повышения пищевой и биологической ценности макаронных изделий из зерна мягкой пшеницы авторы Шелубкова Н. С. и др. (2018) исследовали влияние внесения нутовой муки в макаронное тесто. В своей работе исследователи оптимизировали параметры замеса макаронного теста из композитной муки. Авторами определено оптимальное соотношение компонентов смеси (мука пшеничная твердых сортов – 5 %, мука хлебопекарная мягких сортов – 85 %, мука нутовая – 10 %); при этом отмечено, что готовые изделия из композитной муки не уступают по качеству образцам из муки твердой пшеницы.

Диетические пшеничные отруби как обогащающая добавка в рецептуре макаронных изделий исследованы в работе (Способ…, 2009). Известно, что отруби являются источником биологически активных веществ, таких как клетчатка, минеральные вещества, различные витамины, в том числе группы В.

Разработанная рецептура макаронного теста, включающая, кроме пшеничной муки и воды, гороховый крахмал описана в работе (Состав…, 2013). Патент (Состав…, 2012a) содержит рецептуру теста для производства макаронных изделий из пшеничной муки и комплексной добавки, состоящей из гороховой муки 10 %, морковной пасты 8,5 % и кефира 7,5 % к массе пшеничной муки.

Разработке технологии безглютеновых макаронных изделий для больных целиакией, для которых рекомендуется специальная безглютеновая диета, посвящена работа Шнейдер Д. В. (2012). Макаронные изделия в основном производят из пшеничной муки, содержащей глютен, который является структурообразующим веществом при формировании реологических свойств макаронного теста и варочных свойств макаронных изделий. Как показывает опыт многих исследований на эту тему (Казеннова и др., 2009; Корячкина и др., 2006; Аптрахимов и др., 2015; Шелубкова и др., 2018; Шнейдер, 2012), при производстве макаронных изделий из непшеничной муки с дополнительным сырьем в количестве, превышающем 10 %, для обеспечения необходимых реологических свойств теста и качества продукции следует оптимизировать технологические параметры или применять пищевые добавки. В представленной работе для разработки рецептуры макаронных изделий использовали безглютеновое сырье: кукурузный крахмал, а также муку кукурузную, гречневую и рисовую. Суммарное содержание глютена в сырье не превышало 20 мг/кг продукта в соответствии с Codex_Alimentarius. В своих исследованиях Шнейдер Д. В. (2012) представила результаты оптимизации технологических параметров производства безглютеновых макаронных изделий варьированием влажности теста и его температуры в шнековой камере. Как результат исследования автором разработаны новые технологии диетических безглютеновых макаронных изделий хорошего качества из следующих компонентов: кукурузный крахмал, рисовая, кукурузная, гречневая мука.

Пшеничную, гречневую и льняную муку для использования в макаронном производстве исследовали в статье (Аптрахимов и др., 2016). Представлена сравнительная характеристика растительных компонентов разработанных макаронных изделий по содержанию в них белков, жиров, углеводов, пищевых волокон, витаминов, макро- и микроэлементов. Гречневая и льняная мука характеризуются значимо более высокими показателями как пищевой, так и биологической ценности, чем пшеничная мука. Авторами отмечено, что витамины и минералы представлены в гречневой муке более широко. Доказано, что использование гречневой или льняной муки как отдельно, так и в смеси с другими видами муки, расширит сырьевую базу и ассортимент макаронной продукции для диетического лечебного и диетического профилактического питания, в том числе для больных сахарным диабетом и целиакией.

В работе (Способ…, 2012) для производства макаронных изделий для потребителей с пищевой непереносимостью глютена (целиакия) исследовали муку не содержащих глютен культур, такую как рисовая, гречневая, кукурузная. К безглютеновой муке добавляли различные овощные и фруктовые порошки, крахмал, а также муку гороха, сои, амаранта, пшена. Рассмотренный ряд растительных обогащающих добавок в макаронное тесто позволяет расширить ассортимент выпускаемой макаронной продукции для диетического лечебного и диетического профилактического питания потребителей, страдающих целиакией.

Возросший интерес к гречневой муке как отечественных, так и иностранных исследователей объясняется, очевидно, ее высокой биологической ценностью и, как следствие, целесообразностью и перспективностью ее использования в промышленном производстве функциональных пищевых продуктов питания для массового потребителя (Аптрахимов и др., 2015; Ma et al., 2013). Гречневая мука имеет низкий гликемический индекс, что делает возможным использование ее в производстве продуктов диетического лечебного и диетического профилактического питания, в том числе макаронных изделий, для потребителей с таким распространенным заболеванием, как сахарный диабет. Отсутствие белка глютена в гречке позволяет расширить ассортимент функциональных пищевых продуктов для людей, страдающих целиакией, и использовать гречневую муку в производстве макаронных изделий, при этом изделия будут позиционироваться как безглютеновые. Содержание белков в гречневой муке составляет порядка 13,6 г/100 г, для сравнения в пшеничной муке – 10,8 г/100 г. Описанию химического состава гречихи и других ее важных характеристик посвящен ряд работ (Аптрахимов и др., 2015; Гаврилова и др., 2007).

Мука из семян льна имеет целый ряд полезных свойств и широко используется в производстве функциональных пищевых продуктов, что представляет интерес, в том числе для макаронной отрасли. Содержание белков в льняной муке составляет порядка 36,0 г/100 г в зависимости от сорта. Аминокислотный состав белков льна более полноценный, чем белков пшеницы или гречихи, что позволит улучшить белковую составляющую и в конечном итоге повысить пищевую и биологическую ценность обогащаемых льняной мукой макаронных изделий (Мачихина и др., 2012). Исследованы свойства льняной муки, повышающие упругие качества клейковинного комплекса при добавлении к пшеничной муке. Добавление льняной муки в рецептуру макаронного теста также будет способствовать расширению ассортимента обогащенных и функциональных пищевых продуктов (Мачихина и др., 2012; Зубцов и др., 2002).

Аргентинские исследователи в работе (Milde et al., 2018) изучили пищевую ценность безглютеновых макаронных изделий из крахмала маниоки и кукурузной муки (4 : 1), а также молока, яиц, соли и ксантановой камеди. Анализ химического состава показал высокое содержание пищевых волокон и низкий гликемический индекс. Полученные макаронные изделия рекомендуются в диетах с высоким содержанием клетчатки и низким гликемическим индексом.

Изучение муки из полбы как обогащающей добавки для макаронной продукции представлено в работе (Малютина и др., 2016). Известно, что в зерне полбы содержание полноценного белка, в состав которого входят биологически ценные незаменимые аминокислоты, выше, чем в зерне пшеницы. Мука полбы существенно превосходит муку пшеничную содержанием в ней ненасыщенных жирных кислот, а также клетчатки, витаминов, особенно группы В и железа. В статье представлены результаты исследования изменений свойств макаронного теста в зависимости от количества добавляемой муки из полбы. Для экспериментов было использовано макаронное тесто, приготовленное из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта с добавлением полбяной муки (10, 15 и 20 % от массы муки пшеничной). Авторами отмечено, что с добавлением полбяной муки повысилось количество сырой клейковины, отмываемой из образцов, за счет дополнительно внесенного белка, содержащегося в муке полбы. Все образцы клейковины в исследовании характеризовались авторами как хорошие, отмечена их эластичность. Выявлено увеличение гидратационной способности клейковины теста, а также снижение значения критической влажности при сушке макаронных изделий при дозировке полбяной муки 20 %. В эксперименте увеличение вносимого количества полбяной муки приводило к увеличению прочности сухих изделий по сравнению с контрольным образцом без добавки полбяной муки. Это объясняется увеличением количества белковых веществ, вносимых с добавкой полбы. Исследованные в работе варочные свойства макаронных изделий с добавлением полбяной муки в проведенном исследовании были хорошие, сохранение формы 100 %, потери сухих веществ при варке соответствовали требованиям нормативной документации. Результатами проведенных исследований авторы доказали целесообразность и обоснованность использования полбяной муки в макаронном производстве.

В работе (Способ…, 2007) отмечают улучшение таких важных свойств макаронного теста, как структурно-механические и физико-химические при добавлении полбяной крупки от 15 до 78 % к основному сырью. Также отмечено улучшение варочных свойств макарон с полбой до показателей, близких показателям варочных свойств макарон из твердых сортов пшеницы.

Исследования в области производства новых функциональных пищевых продуктов массового потребления с использованием спельты проводятся также и зарубежными учеными. В работах сербских ученых (Filipović et al., 2013) исследованы реологические свойства теста из цельнозерновой муки разных сортов спельты для макаронного производства и оптимизирована рецептура макаронных изделий из спельты (Filipović et al., 2014). В работе канадских авторов (Abdel-Aal et al., 2008) описаны результаты исследования пищевых свойств цельнозерновой муки полбы при использовании в выпечке. Получены образцы изделий с хорошими показателями качества.

Анализ химического состава полбы показывает, что она является ценным пищевым продуктом и может использоваться как сырье для обогащения новых функциональных пищевых продуктов массового потребления, в том числе макаронных изделий.

Изделия из полбы могут включаться в безглютеновую диету для больных целиакией, так как она не вызывает нарушения пищеварения. В данном злаке содержится витамин В ₆ , который нормализует жировой обмен, поэтому полба рекомендуется в диетах при ожирении (Малютина и др., 2016; Крюкова и др., 2014). Употребление полбы положительно влияет на иммунный статус человека, улучшает работу всех органов и систем организма.

Индийские ученые провели исследования с целью повышения содержания белка и расширения сырьевой базы для макаронного производства. В качестве результата исследования авторами представлена новая рецептура макаронных изделий, включающая следующие компоненты: цельнозерновая мука, манная крупа, порошок из листьев колоказии и свеклы (Mounika et al., 2019).

Порошки плодов рябины, листьев кипрея, листа брусники включены в рецептуру макаронных изделий учеными ГНУ НИИСХ Крайнего Севера Россельхозакадемии (Способ…, 2013). В работе сотрудников Сибирского федерального университета (Макаронные…, 2015) также исследовали возможность использования растительного сырья в макаронном производстве. Их рецептура включает пшеничную муку и порошок, полученный из облепихового шрота. Готовые макаронные изделия имеют приятный желтоватый цвет и повышенную биологическую ценность.

Лекарственные растения в виде порошков для обогащения макаронных изделий использовали в своей работе Осипова Г. И., Коргина Т. В. (Состав…, 2012б). Получены хорошие результаты при добавлении к пшеничной муке порошков лекарственных трав в количестве 5–15 % к массе пшеничной муки. Исследованное в данной работе растительное сырье (валериана, пустырник, зверобой, подорожник, чабрец, ромашка, боярышник, шиповник) содержит природные биологически активные вещества.

Для разработки функциональных макаронных изделий в качестве функционального пищевого ингредиента Осипова Г. А. (2007) использовала пищевое волокно инулин. В качестве основного сырья применялась мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта.

В работе (Родионов и др., 2017) изучена возможность и целесообразность использования порошков пастернака и тыквы с целью повышения качества готовых макаронных изделий. Авторами исследования определено наиболее приемлемое количество овощного порошка, вносимого в макаронное тесто, и отмечено, что внесение овощных компонентов в тесто для макаронных изделий улучшает показатели качества готовых изделий: внешний вид, состояние поверхности, цвет. В работе представлены результаты исследования влияния вносимого овощного порошка на физико-химические и механические свойства готовых макаронных изделий, а также на показатели качества. Представляют интерес полученные результаты исследования воздействия внесенного овощного порошка на структуру теста. В своем исследовании авторы доказали, что добавление в макаронное тесто овощных порошков влечет за собой снижение адгезии теста. Снижение адгезии улучшает технологические характеристики, облегчает процесс производства макаронных изделий.

Использование в макаронном производстве тыквенной мезги, которая всегда имеется в большом количестве на предприятиях, выпускающих осветленный тыквенный сок, исследовано в работе (Бочкарева и др., 2014). В статье представлены результаты исследований макаронного теста из хлебопекарной муки с добавлением тыквенной мезги. Отмечено хорошее качество макаронных изделий, вырабатываемых по новой рецептуре.

Добавление овощных компонентов в макаронное тесто упрочняет его структуру, снижает адгезию, улучшает технологические характеристики, облегчает процесс производства, улучшает показатели качества готовых изделий: внешний вид, состояние поверхности, цвет, придает готовым макаронным изделиям полезные для организма человека функциональные свойства. Использование овощей как структурных улучшителей макаронного теста является перспективным и актуальным направлением.

Изученные и представленные в научных трудах результаты исследований состава и технологических свойств используемого дополнительного сырья необходимо принимать во внимание для анализа и сравнения. С увеличением количества вносимой в макаронное тесто обогащающей добавки возможно ухудшение некоторых технологических свойств. Поэтому для каждого обогащающего компонента необходимо проводить исследования для определения оптимальной дозировки. При использовании обогащающего растительного сырья в рецептуре макаронных изделий необходимо учитывать его всестороннее влияние как на химические, так и на физиологические процессы.

Существует необходимость дальнейших научных исследований разработок, способствующих расширению ассортимента и улучшению качества макаронной продукции.

Заключение

При работе над созданием новых рецептур и технологий обогащенных и функциональных пищевых продуктов питания массового потребления, таких например, как макаронные изделия с растительными добавками, несомненную пользу приносят проведенные другими авторами научные исследования в этом направлении.

Работы многих отечественных и иностранных исследователей направлены на поиск новых источников сырья и обогащающих добавок для макаронного производства, которые способствовали бы снижению калорийности, повышению пищевой ценности, обогащению функциональными пищевыми ингредиентами, что говорит об актуальности данного направления.

Представленный анализ поможет оценить состояние и направления развития макаронной отрасли, найти новые подходы к более полному использованию местной сырьевой базы, расширить линейку выпускаемой продукции, в том числе с функциональными свойствами.