Исследование зерна теффа в сравнении с традиционными безглютеновыми злаковыми культурами

Введение. В современном обществе без-глютеновые диеты – это не только «модная» тенденция. Для людей, страдающих полной или частичной непереносимостью глютена, отказ от данного растительного белка – единственная возможность сохранять свое состояние здоровья на хорошем уровне [1, 2].

В результате проведенного ранее анализа современного рынка безглютеновых мучных изделий было выявлено, что большая часть продукции на территории России представлена зарубежными марками, а немногочисленные российские товаропроизводители не могут в полной мере обеспечить население безопасной недорогой мучной безглютеновой продукцией, в связи с чем расширение ассортимента специализированной продукции за счет использования в рецептурах нетрадиционного растительного сырья даст возможность отдельным слоям населения, придерживающимся безглютеновой диеты, разнообразить свой рацион питания [3–5].

Сравнение пищевой ценности зерна теффа – основной культуры Эфиопии, Эритреи и Африки, пока не получившей широкого распространения в России, и гречихи и проса – культур, часто используемых в рецептурах мучных безглютеновых изделий, является актуальной задачей.

Цель исследования – изучение и сравнение химического состава семян теффа, гречихи и проса, оценка возможности их использования для безглютеновых мучных кондитерских изделий.

Задачи: изучить химический состав семян теффа; сравнить пищевую ценность, аминокислотный и минеральный состав семян теффа с гречихой и просом; рассмотреть возможность использования семян теффа в производстве безглютеновых мучных кондитерских изделий.

Объект и методы. Объектом исследований являются зерно теффа, проса (ГОСТ 229832016 «Просо. Технические условия») и гречихи (ГОСТ Р 56105-2014 «Гречиха. Технические условия»).

Тефф – однолетняя травянистая зерновая культура семейства злаковых рода Полевичка (лат. Eragróstis ), способная произрастать в широком диапазоне экологических условий [6].

Родиной теффа считается Эфиопия. Позднеяровая культура, выращиваемая как на зерно, так и на кормовые цели, обладает хорошей при-спосабливаемостью к условиям окружающей среды. Вследствие чего тефф можно выращивать в различных экологических условиях. В ходе сортоиспытаний в российских природноклиматических условиях культура продемонстрировала серьезный потенциал для широкого распространения на территории нашей страны. Помимо этого, тефф устойчив к насекомым-вредителям, в т. ч. к вредителям, поражающим зерновые при хранении, вследствие чего семена теффа хорошо хранятся в традиционных условиях без химической защиты [7–9].

Так же, как гречиха и просо, цельное зерно теффа перерабатывается в крупу и муку. Используется для приготовления разнообразных продуктов питания и напитков.

Благодаря тому, что тефф не содержит в своем составе глютена, во многих странах используется для приготовления безглютеновых продуктов питания, особенно хлебобулочных изделий [10].

Несмотря на то, что в 2020 г. зерно теффа сорта Манья было внесено в Государственный реестр селекционных достижений для всех зон возделывания, в настоящее время предложения по поставке семян теффа ограничены [11]. Одной из причин этого является отсутствие в России разработанных технологий по переработке и использованию данной культуры в производстве продуктов питания.

За счет того, что размер семян теффа чрезвычайно мал (средняя длина зерна в пределах от 0,61 до 1,17 мм) при измельчении очень сложно отделить отруби, в результате чего из семян теффа в основном получают цельнозерновую муку, что положительно сказывается на ее пищевой ценности.

На базе Научно-исследовательского испытательного центра ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ были произведены исследования химического и аминокислотного состава семян теффа.

Для проведения исследований зерно теффа было перемолото в муку.

Количество белка в муке определялось методом Кьельдаля с помощью анализатора белка по Кьельдалю UDK 159.

При определении зольности, количества воды и жира в муке из зерна теффа применялись методы согласно ГОСТ 27494-2016 «Мука и отруби. Методы определения зольности», ГОСТ 9404-88 «Мука и отруби. Метод определения влажности», ГОСТ 31700-2012 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения кислотного числа жира».

Аминокислотный состав определен методом капиллярного электрофореза на автоматическом аминокислотном анализаторе марки «Капель» согласно методике измерения массовой доли аминокислот по ГОСТ Р 55569-2013 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Определение протеиногенных аминокислот методом капиллярного электрофореза».

Результаты и их обсуждение. В таблице 1 приведено сравнение химического состава зерна теффа, проса и гречихи [12–14].

Таблица 1

Показатель, %	Злаковая культура
	Тефф	Просо	Гречиха
Вода	6,7	8,67	14
Белок	11,51	13,8	11,6
Жир	1,97	3,5	2,3
Углеводы, в т.ч. сахара	73,1 4,18	19,9 1,9	59,5 2,1
Зольность	2,6	3,25	1,8

Химический состав зерна безглютеновых культур

Из таблицы 1 видно, что углеводов в зерне теффа в сравнении с просом содержится на 53,2 % больше, в сравнении гречихой – на 13,6 % больше. Содержание сахара в зерне теффа выше по сравнению с просо и гречихой на 2,3 и 2,1 % соответственно. Жира в зерне теффа в сравнении с просом содержится на 1,53 % меньше, в сравнении с гречихой – на 0,33 %. Зольность зерна теф- фа в сравнении с просом – на 0,65 % меньше, в сравнении с гречихой – на 0,8 %.

В таблице 2 представлено содержание незаменимых аминокислот в зерне теффа, проса и гречихи.

В таблице 3 представлено содержание заменимых аминокислот в зерне теффа, проса и гречихи.

Таблица 2

Незаменимая аминокислота, г/100 г	Злаковая культура
	Тефф	Просо	Гречиха
1	2	3	4
Валин	0,686	0,582	0,620
Гистидин	0,8642	0,233	0,250

Окончание табл. 2

1	2	3	4
Изолейцин + лейцин	1,536	1,867	1,110
Лизин	1,256	0,211	0,460
Метионин	0,428	0,225	0,230
Треонин	0,51	0,356	0,380
Триптофан	0,02784	0,120	0,140
Фенилаланин	1,621	0,585	0,460

Таблица 3

Заменимая аминокислота, г/100 г	Злаковая культура
	Тефф	Просо	Гречиха
Аланин	0,747	0,983	0,570
Аргинин	2,890	0,381	0,910
Аспарагиновая кислота	0,4844	0,723	1,160
Глицин	0,477	0,283	0,770
Глутаминовая кислота	0,4844	2,450	1,640
Пролин	0,664	0,873	0,670
Серин	0,622	0,642	0,460
Тирозин	0,7845	0,340	0,290
Цистин	1,434	0,211	0,200

Содержание незаменимых аминокислот в зерне безглютеновых культур

Содержание заменимых аминокислот в зерне безглютеновых культур

В процессе исследования было выявлено, что семена теффа содержат в своем составе 17 аминокислот, из которых 8 являются незаменимыми.

Общая сумма обнаруженных незаменимых аминокислот выше в семенах теффа (тефф – 6,929 г/100 г; просо – 4,179; гречиха – 3,65 г/100 г).

Из выявленных незаменимых аминокислот в семенах теффа в сравнении с просом и гречихой наибольшим содержанием отличаются: валин (0,686 г/100 г), гистидин (0,8642), метионин (0,428), треонин (0,51), фенилаланин (1,621), – и соответственно в просо и гречихе: валин (0,582 и 0,620), гистидин (0,233 и 0,250), метионин (0,225 и 0,230), треонин (0,365 и 0,380), фенилаланин (0,585 и 0,460 г/100 г).

Среди рассматриваемых злаковых культур зерно теффа содержит наибольшее количество таких минеральных веществ, как железо, калий, фосфор, кальций. В таблице 4 показано содержание основных минеральных веществ в представленных безглютеновых злаковых культурах [14–17].

Таблица 4

Минерал, мг/100 г	Злаковая культура
	Тефф	Просо	Гречиха
Железо	18,9	4,1	8,3
Калий	427	250	380
Фосфор	366	275	298
Магний	184	122	200
Кальций	156	9	70

Содержание минеральных веществ в зерне безглютеновых культур

Из представленных в таблице 4 минеральных веществ в семенах теффа в сравнении с просом и гречихой наибольшим содержанием отличаются: железо (18,9 мг/100 г), калий (427), фосфор

(366), кальций (156), – и соответственно в просе и гречихе: железо (4,1 и 8,3), калий (250 и 380), фосфор (275 и 298), кальций (9 и 70 мг/100 г).

Отдельно стоит обратить внимание на содержание железа в зерне теффа. Из вышеизложенного видно, что в теффе его содержится в 2,3 раза больше, чем в гречихе, и в 4,6 раза больше, чем в просе. Регулярное употребление в пищу зерна теффа приводит к снижению риска распространения железодефицитной анемии.

При разработке рецептурного состава мучного кондитерского изделия – кекса использовалась смесь, состоящая из муки теффа и гречневой муки в соотношениях 0:100, 30:70, 40:60, 50:50. В качестве контроля был взят кекс из пшеничной муки, произведенный по ГОСТ 15052-2014 «Кексы. Общие технические условия», исследования проводились в трехкратной повторности. В результате произведенных пробных выпечек оптимальный результат был получен при соотношении муки из зерна теффа и гречневой муки в соотношении 50:50.

В экспериментальных образцах с добавлением гречневой муки по сравнению с образцами из муки из семян теффа (0:100) наблюдается заметное увеличение плотности мякиша готового изделия из смеси муки из семян тефф и гречневой муки в соотношении 30:70, с увеличением дозировки гречневой муки плотность мякиша кекса уменьшилась незначительно.

По результатам дегустации наивысшую оценку получил образец из смеси муки из зерна теф-фа и гречневой муки в соотношении 50:50. Вкус и аромат – ясно выраженные, характерные для данного вида изделия, без посторонних запахов и вкуса, с легким привкусом гречихи. Форма – округлая, без деформации, поверхность – с трещинками, цвет – светло-коричневый.

В таблице 5 представлены результаты дегустационной оценки органолептических показателей кекса.

Таблица 5

Образец	Органолептическая оценка
Контрольный образец	Вкус и запах – ясно выраженные, свойственные данному виду изделия, без постороннего запаха и привкуса; форма – свойственная данному виду изделия; вид в изломе – равномерный пропеченный мякиш без следов непромеса, поверхность – ровная
С добавлением 100 % муки из семян теффа	Вкус и запах – ясно выраженные, свойственные данному виду изделия, без постороннего запаха и привкуса; форма – округлая; вид в изломе –пропеченный мякиш без следов непромеса, ярко выраженные пустоты, поверхность – с глубокими трещинами
С добавлением 30 % гречневой муки и 70 % муки из семян теффа	Вкус и запах – ясно выраженные, свойственные данному виду изделия, без постороннего запаха и привкуса; форма – округлая; вид в изломе –пропеченный мякиш без следов непромеса, наблюдается уменьшение пустот и уменьшение пористости, поверхность – наблюдается уменьшение глубины трещин
С добавлением 40 % гречневой муки и 60 % муки из семян теффа	Вкус и запах – ясно выраженные, свойственные данному виду изделия, без постороннего запаха и привкуса; форма – округлая; вид в изломе – пропеченный мякиш без следов непромеса, наблюдаются мелкие пустоты, поверхность – с трещинками
С добавлением 50 % гречневой муки и 50 % муки из семян теффа	Вкус и запах – ясно выраженные, свойственные данному виду изделия, без постороннего запаха и привкуса; форма – округлая; вид в изломе –равномерный пропеченный мякиш без следов непро-меса, поверхность – с мелкими трещинками

Органолептические показатели кекса

Заключение. Таким образом, экспериментально обосновано, что наиболее оптимальным по органолептическим показателям является образец кекса из смеси муки из семян теффа и гречневой муки в соотношении 50:50.

Можно сделать вывод о том, что при производстве кексов возможна полная замена пшеничной муки на смесь из муки из семян теффа и гречневой муки.

Новый вид мучных кондитерских изделий – кексов обладает хорошими органолептическими показателями, а исключение сырья, содержащего глютен, позволяет отнести изделия к группе безглютеновых продуктов.

По результатам проведенного исследования химического состава в зерне теффа по сравнению с просом и гречихой выше содержание углеводов, сахара. Содержание жира в зерне теффа ниже, чем в других исследуемых культурах.

При исследовании аминокислотного состава выявлено, что общая сумма обнаруженных незаменимых аминокислот в семенах теффа выше, чем в других исследуемых культурах.

Анализ литературных данных показал, что по содержанию минеральных веществ (железо, калий, фосфор, магний, кальций) зерно теффа превосходит зерно проса и гречихи.

По результатам проведенного сравнения зерна теффа с традиционными безглютеновы-ми злаковыми культурами по химическому и аминокислотному составу, содержанию минеральных веществ, а также результатам произведенных пробных выпечек, можно сделать вывод, что использование теффа при производстве мучных безглютеновых продуктов питания позволит не только расширить ассортимент мучных безглютеновых изделий, но и повысить их пищевую ценность.