Обоснование применения композиций безглютеновых видов муки в технологии специализированных мучных кондитерских изделий

Постоянное увеличение количества населения, страдающего целиакией, приводит к росту спроса на продукты питания, не содержащие белков пшеницы, ржи, ячменя. Ассортимент безглютеновых продуктов в странах Европы и Америки включает готовый хлеб, мучные кондитерские и кулинарные изделия, сухие смеси для их получения, макаронные изделия. Реализуемые в России безглютено-вые продукты – преимущественно зарубежных производителей: Glutano (Германия), Polenta, Dr. Schar, Reisbrot, Cerealvit, NUTRI FREE, Farmo (Италия), Gullon (Испания), Bezgluten и Balviten (Польша), значительно дороже традиционных продуктов. Вырабатываемый в России ассортимент безглютеновых изделий характеризуется однообразием (сухие смеси) и высокой стоимостью [1].

Целиакия – это постоянное системное аутоиммунное заболевание, вызванное длительной непереносимостью белка глютена у генетически предрасположенных людей и характеризующееся иммунным ответом Т-лимфоцитов тонкого отдела кишечника к глютеновым пептидам. Это заболевание характеризуется хроническим воспалением слизистой оболочки кишечника, атрофией ворсин кишечника и рядом клинических проявлений [2]. На фоне патологии развивается мальабсорбция, сопровождающаяся пенистой диареей, а также такими симптомами, как метеоризм, похудение, сухость кожи и задержка физического развития детей [3].

Патологии, связанные с непереносимостью глютена, подразделяют на несколько видов: заболевание – целиакия (celiac disease (CD)); аллергия на пшеницу (wheat allergy (WA)) и повышенная чувствительность к глютену (non-celiac gluten sensitivity (NCGS)). Для пациентов, страдающих от целиакии (CD) – единственная доступная терапия – строгая пожизненная безглютеновая диета. Прием даже небольшого количества глютена может привести к вредному и серьезному риску для здоровья [4–6]. Лицам, с аллергией на пшеницу (WA) не нужно ограничивать потребление продуктов из ячменя, овса и ржи.

Приобретенная целиакия (NCGS) может быть спровоцирована избыточным потреблением высококлейковинного растительного белка, стрессовым состоянием, продолжительным патологическим воздействием [7]. Недиагностированная целиакия, усугубленная длительной интоксикацией организма глютеном злаковых культур, является одной из причин вторичных иммунных нарушений – сахарного диабета 1 типа, задержки в психическом развитии, язв и новообразований слизистых оболочек [8, 9].

Эпидемиологическое исследование показало, что распространенность заболевания целиакия (CD) составляет около 1 % общей популяции нашей планеты [10]. В настоящее время единственное доступное лечение целиакии – это пожизненная строгая безглюте-новая диета, которая приводит к восстановлению атрофированных кишечных ворсинок.

Глютен – это белок, содержащийся в хлебных злаках, к примеру, в пшенице, ржи, ячмене и т. д. В его состав входит вещество L-глиадин, которое оказывает токсичное воздействие на слизистую и ведет к нарушению процесса абсорбции питательных компонентов в кишечнике. Содержание глютена – спирто-щелочерастворимых фракций белка злаковых культур – в продуктах, разрешенных безглютеновой диетой (Gluten-Free Foods), не должно превышать 20 мг/кг [11].

Среди безглютеновых продуктов мучные кондитерские изделия имеют значительные преимущества, связанные с их высоким профилем питания, разнообразными вкусовыми характеристиками и широко представленным ассортиментом наименований. Общепринятыми ингредиентами продуктов, не содержащих глютен, являются крахмал и мука из ку- курузы, картофеля, тапиоки и риса [12]. Однако продукция на основе таких сырьевых компонентов характеризуется невысокой пищевой ценностью, низким содержанием эссенциальных микронутриентов и повышенной скоростью черствения. Как правило, безглю-теновые продукты отличаются высокой концентрацией жира, сахара, добавок, применяемых для улучшения вкуса, консистенции и внешнего вида [13].

Большинство промышленно вырабатываемых видов безглютеновых продуктов питания отличаются от традиционных менее сбалансированным содержанием физиологически ценных нутриентов, поэтому при их разработке более целесообразным считается комбинирование двух-трех видов муки, не содержащих глютен [14].

Количество безглютеновых видов муки и их комбинаций ограничено, и поэтому ассортимент безглютеновых мучных кондитерских изделий менее вариабелен и привлекателен с точки зрения их внешнего вида и вкуса по сравнению с традиционными изделиями [15, 16]. Глютеновые белки, в частности, глиади-новая фракция пшеницы и проламины из других злаков, таких как ячмень (гордеины) и рожь (секалины), ответственны за вязкоупругие свойства теста и формирование объема мучных изделий [17]. Изделия без глютена часто имеют меньший объем из-за отсутствия клейковинного каркаса, кроме того, они характеризуются рассыпчатой, крошливой текстурой, бледным цветом корочки, а также более высокой скоростью черствения [18, 19]. Возникающее при замене традиционных видов муки ухудшение технологических свойств теста компенсируется включением в рецептуру структурообразователей.

Таким образом, узкий ассортимент отечественных продуктов для больных целиакией, низкая пищевая и биологическая ценность реализуемых безглютеновых продуктов определяют целесообразность рассмотрения комбинаций нетрадиционных видов муки в качестве основного сырья в производстве мучных кондитерских изделий, адаптированных для безглютенового питания.

Целью данного исследования являлось обоснование применения композиций из без-глютеновых видов муки в технологии мучных кондитерских изделий специализированного назначения.

Материалы и методы исследования

Материалом для исследования служили образцы муки, полученные из семян льна масличного сорта ЛМ-98 (ФГБНУ «Уральский НИИСХ») и из семян конопли сорта Надежда (ООО Коноплектика) с известным химическим составом. Семена предварительно отжимали прессованием, полученный жмых измельчали и просеивали. Полученная мука содержала 10–10,5 % жира и 21–22 % белка. Применяли цельносмолотую рисовую муку промышленного производства (С. Пудовъ). Анализ аминокислотного и жирнокислотного состава композиций муки проводили расчетным методом.

Материалом для исследования являлись образцы бисквитных полуфабрикатов. При этом были изготовлены экспериментальные образцы на основе композиций рисовой, льняной и конопляной муки в разных соотношениях. Анализ органолептических и физико-химических показателей образцов кондитерских изделий проводили по стандартным методикам.

Результаты исследований и их обсуждение

Мука, получаемая из разных видов зерновых культур, значительно различается органолептическими свойствами, составом, пищевой ценностью.

Химический состав зерна риса характеризуется более низким содержанием белка и высоким количеством крахмалистых полисахаридов по сравнению с другими зерновыми культурами. Основная часть белков зерна риса (80 %) представлена оризенином из группы глютелинов, в небольшом количестве содержатся белки из группы альбуминов, глобулинов и проламинов.

Конопля – техническая культура, возделываемая с целью получения масла, волокна, фармацевтической продукции. В семенах конопли белки, жиры и углеводы присутствуют примерно в равных пропорциях. Семена являются источником сразу двух видов клетчатки – растворимой и нерастворимой. Помимо этого, продукты переработки семян конопли отличаются сбалансированным аминокислотным составом, оптимальным соотношением витаминов, полиненасыщенных жирных кислот.

Льняная мука обладает уникальным химическим составом, является источником биологически ценных веществ, незаменимых аминокислот, пищевых волокон, витаминов, антиоксидантов, эссенциальных полиненасы-щенных жирных кислот.

Были составлены четыре композиции на основе рисовой, льняной и конопляной муки, подобранных в разных соотношениях (табл. 1).

Для прогнозирования пищевой ценности готовых кондитерских изделий на основе предложенных композиций рисовой, льняной и конопляной муки был проведен анализ биологической ценности белка и жира данных составов (рис. 1 и 2).

В результате анализа аминокислотного состава мучных композиций для безглютено-вых кондитерских изделий установлено, что самой неполноценной являлась композиция, состоящая на 100 % из рисовой муки, здесь аминокислотный скор опустился до 16,6–17 % (лимитирующие аминокислоты – лизин и метионин); аминокислотный скор остальных незаменимых аминокислот колебался от 21,8 до 36 %.

Наибольшая биологическая ценность белка установлена в композиции № 3 – аминокислотный скор незаменимых аминокислот колебался от 48,7 до 97 %. Композиции муки № 2 и 4 незначительно уступали по биологической ценности составу № 3.

При исследовании жирнокислотного состава композиций разных видов муки, доказано, что образец № 1, содержащий 100 % рисовой муки, характеризовался низким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, в частности, установлена концентрация линолевой и линоленовой кислот менее 0,05 мг/100 г. Образцы, включающие конопляную и льняную муку в разных соотношениях, отличались высоким содержанием незаменимых полинена-сыщенных жирных кислот, а соотношение омега-6 : омега-3 жирных кислот составило 5:1–7:1.

Для исследования возможности применения экспериментальных композиций муки в рецептуре кондитерских изделий были изготовлены образцы бисквитных полуфабрикатов по рецептурам, представленным в табл. 2.

Для исследования влияния состава композиций муки на органолептические характеристики готовых изделий была проведена дегустационная оценка по 10-балльной шкале, с учетом коэффициента значимости. При этом оценивали следующие показатели: внешний вид, форму и цвет (К = 2), структуру мякиша (К = 3), консистенцию (К = 2), вкус и аромат (К = 3) (рис. 3).

Таблица 1

Композиция 1	Композиция 2	Композиция 3	Композиция 4
Рисовая мука – 100 %	Рисовая мука – 60 % льняная мука – 20 % конопляная мука – 20 %	Рисовая мука – 400 % льняная мука – 30 % конопляная мука – 30 %	Рисовая мука – 40 % льняная мука – 40 % конопляная мука – 20 %

Соотношение разных видов муки в экспериментальных образцах

Рис. 1. Соотношение незаменимых аминокислот в композициях муки

Рис. 2. Содержание жирных кислот в зерновой композиции, г/100 г

Таблица 2

Сырье и полуфабрикаты	Расход сырья на 100 г полуфабриката, г
	Образец 1		Образец 2		Образец 3		Образец 4
	в натуре	в сухих веществах	в натуре	в сухих веществах	в натуре	в сухих веществах	в натуре	в сухих веществах
Мука рисовая	27,84	85,50	16,70	14,7	11,14	9,80	11,14	9,80
Мука льняная	–	–	5,57	5,26	8,35	7,89	11,14	10,53
Мука конопляная	–	–	5,57	5,12	8,35	7,68	5,57	5,12
Крахмал картофельный	6,87	5,50	6,87	5,50	6,87	5,50	6,87	5,50
Гуаровая камедь	0,14	0,11	0,14	0,11	0,14	0,11	0,14	0,11
Сахар- песок	34,36	34,31	34,36	34,31	34,36	34,31	34,36	34,31
Меланж	57,62	15,56	57,62	15,56	57,62	15,56	57,62	15,56
ИТОГО	126,47	79,87	126,47	79,87	126,47	79,87	126,47	79,87
ВЫХОД	100	75	75,00	75	100	75	100	75

Производственные рецептуры образцов бисквитного полуфабриката

аромат

Структура мякиша

Рис. 3. Оценка органолептических показателей бисквитных полуфабрикатов

♦ Образец № 1

-■—Образец № 2

-Образец № 3

• •• Образец № 4

В результате дегустационного анализа наиболее высокую суммарную оценку получили образец № 1 (100 % рисовой муки) – 91 балл и образец № 3 – 89,5 баллов. Образец № 1 характеризовался правильной формой, со слабо выраженным подъемом, однородным светло-желтым цветом; мякишем с равномерной слаборазвитой пористостью, уплотненной суховатой консистенцией; сладким выраженным вкусом, ароматом свойственным сдобному бисквиту. В образце № 3 отмечены привлекательный внешний вид, правильная фор- ма с выраженным подъемом; цвет золотистокоричневый с желтоватыми и зеленоватыми включениями; мякиш плотный, эластичный с равномерной пористостью; ореховый привкус льняной муки и слабый привкус конопляной муки. Данный образец отличался от традиционного бисквитного полуфабриката по органолептическим свойствам, что, однако, не привело к снижению дегустационной оценки данного изделия.

• B.O. Tavares и др. [20] в своих работах отмечают, что при добавлении рисовых отру-

• бей, рисовой муки и соевой окары в рецептуру бисквита продукт характеризовался более светлой окраской корки и меньшим удельным объемом по сравнению со стандартным продуктом, что согласуется с полученными нами результатами.

При анализе химического состава бисквитного полуфабриката установлено возрастание концентрации питательных веществ в образцах, содержащих льняную и конопляную муку (табл. 3). Так, содержание белка в образцах № 2, 3, 4 увеличилось до 11,1– 12,6 %, а жира до 4,9–7,0 %. Наиболее значительное возрастание белка и жира отмечено в образце № 4, содержащем 40 % льняной и 20 % конопляной муки. Известно, что семена льна масличного и конопли характеризуются ждении и выстойке. Установлено, что наибольшей формоустойчивостью отличался образец с содержанием 100 % рисовой муки, в остальных образцах наблюдали незначительное снижение данного показателя.

Заключение

В технологии безглютеновых кондитерских изделий с оптимальными органолептическими и физико-химическими свойствами, высокой пищевой ценностью обосновано применение комбинаций разных видов муки из зернового сырья. Применение в рецептуре бисквитных полуфабрикатов композиций на основе рисовой, льняной и конопляной муки, позволяет получать специализированные продукты питания, обогащенные эссенциальными компонентами.

Таблица 3

Физико-химические показатели бисквитных полуфабрикатов

Наименование показателей Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Формоустойчивость 0,607 ± 0,01 0,595 ± 0,02 0,597 ± 0,01 0,588 ± 0,02 Содержание клетчатки, г/100 г 0,100 ± 0,02 1,085 ± 0,04 1,692 ± 0,04 1,698 ± 0,03 Массовая доля влаги, % 31,8 ± 0,25 31,2 ± 0,18 33,9 ± 0,25 27,1 ± 0,20 Содержание белка, г/100 г 7,7 ± 0,11 11,1 ± 0,12 11,4 ± 0,11 12,6 ± 0,12 Содержание жира, г/100 г 3,3 ± 0,05 4,9 ± 0,04 4,9 ± 0,04 7,0 ± 0,05 Содержание углеводов, г/100 г 56,2 ± 1,5 51,8 ± 1,2 48,8 ± 1,5 52,3 ± 1,2 Энергетическая ценность, ккал 285,3 ± 1,5 295,7 ± 1,4 284,9 ± 1,5 322,6 ± 1,4 высоким содержанием полноценного белка и относительно низким количеством крахмала, что определяет высокую пищевую ценность вырабатываемых на основе данных видов муки продуктов питания.

Содержание клетчатки в нетрадиционных видах муки, получаемых из жмыха масличных культур, зависит от степени его измельчения и просеивания, и может достигать 25– 30 %. Пищевые волокна относятся к незаменимым микронутриентам, выполняющим важные физиологические функции в организме. Содержание клетчатки в образцах № 3 и 4 достигло значений 1,69–1,70 г/100 г, в то время как в образце № 1, включающем 100 % рисовой муки, количество клетчатки составило 0,1 г/100 г.

Формоустойчивость мучных кондитерских изделий характеризует уровень подъема тестовых заготовок в период выпечки и сохранность формы полуфабрикатов при охла-