Перспективные отечественные разработки в области производства мучных изделий с семенами льна и продуктами их переработки

Лен масличный – единственная масличная культура, у которой практически все анатомические части имеют значение для промышленной переработки [1]. Объемы его производства ежегодно возрастают, например, в период с 2009 г. по 2018 г. мировое производство масличного льна увеличилось в 1,5 раза и составило 3,5 млн. тонн [2]. Основное производство масличного льна сосредоточено в трех странах, суммарная доля которых в мировом производстве в 2018 г.

составила 61%: Канада – 19%, Казахстан – 26% и Россия – 16% [3]. Значительную часть выращенного масличного льна Россия экспортирует. Так, в 2019 году экспорт масличного льна увеличился по сравнению с 2018 годом на 38% и составил 549 тыс. тонн, а за первые четыре месяца 2020 года – 117 тыс. тонн. Основные российские производители масличного льна сосредоточены в Сибирском федеральном округе, на Урале и в Поволжье (соответственно 34; 19 и 19% от валового сбора) [3].

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Для пищевой промышленности интерес представляют семена льна. Опыт человечества в их использовании исчисляется тысячелетиями (самые ранние находки культурного льна относятся к 8700-700 гг. до н. э. [4]. Однако научные изыскания в отношении технологических особенностей промышленного использования и биологических эффектов, связанных с применением семян льна или выделенных из них биологически-активных соединений, продолжаются и в наше время.

Пищевая ценность семян льна обусловлена наличием в них белков, масла, богатого т-3 жирными кислотами и а-линоленовой кислотой, пищевых волокон, в том числе растворимых, а также лигнанов (диглюкозид секоизоларицирезинол) [5, 6, 7]. Изучена эффективность компонентов льняного семени в отношении снижения риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [8, 9], контроля гликемии [10, 11].

Однако применение масличного льна в пищевой промышленности обусловлено не только наличием биологически ценных нутриентов, но и функционально технологическими свойствами, присущими продуктам их переработки. Более подробное рассмотрение этого вопроса приводится в данной статье.

Основные продукты переработки семян льна

Основными по объемам производства продуктами переработки семян льна являются мука (полножирная, полуобезжиренная, обезжиренная) и масло. По данным маркетингового агентства Megaresearch, в России в 2017 году было произведено порядка 86 тыс. тонн льняной муки, которая была реализована, в основном, на внутреннем рынке [12], а объемы производства льняного масла в первом полугодии 2019 года по данным «АБ-Центр» [13] составили порядка 18 тыс. тонн. Семена льна масличного и разнообразные продукты их переработки находят широкое применение в пищевой промышленности, в частности, в производстве мучных изделий (рисунок 1). Следует пояснить, что не все авторы в своих публикациях отмечали, с какой льняной мукой ели работу: полножирной или обезжиренной, поэтому на схеме эти разновидности муки объединены.

Семена льна

Семена целые

Гомогенизированный полуфабрикат

Семена измельченные

Семена, замоченные в воде (водный настой [14])

	Хлеб пшеничный [ 26-28] Печенье овсяное [29] Маффины [28]
	Крекер [30] Ахлоридные флаксы [31] Хлеб ржано-пшеничный [32, 33]

Хлеб [38]

Геродиетический хлеб [39, 40]

Пшеничный хлеб [41]

Безглютеновый хлеб [42]

Безглютеновое печенье [43]

Крекер [44]

Маффин [45]

Сухари [46]

Отруби

Масло

Масляный настой семян льна

- Хлеб [35] Фритюр [57] Сахарное печенье [58] Сдобное булочное изделие [59] Мягкие вафли [60] Смесь для выпечки мучных изделий [36]

Гидроколлоиды (сухой экстракт полисахаридов) [21-25]

Безглютеновые маффины [61, 62]

Криопорошок из семян

Сахарное печенье [37]

Закваска [13, 34]

Ржано-пшеничный хлеб [47, 48]

Мука: полножирная [15-17]; полуобезжиренная [18]; обезжиренная [19, 20]

	Пшеничный хлеб [5, 49-52] Мелкоштучные булочные изделия [53] Печенье безглютеновое [54] Кексы [55] Маффины [28, 45] Концентрат мучного блюда [56]

Рисунок 1. Основные продукты переработки семян льна и возможности их применения в технологии мучных изделий

Figure 1. Main products of flax seed processing and possibilities of their application in technology of flour products

Значительный вклад в развитие технологии переработки семян льна внесли сотрудники ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» (г. Тверь). В частности, Зубцовым В.А. с соавт. предложены способы получения льняной муки [16, 19, 20], а также технология глубокой переработки семян льна с получением белкового концентрата и полисахаридного комплекса [21, 22, 63]. Исследования свойств некрахмальных полисахаридов семян льна и возможности их применения в производстве мучных изделий проводят Цыганова Т.Б, Мине-вич И.Э. с соавт. [61, 62].

Наиболее распространенные технологические решения

Целые семена льна в составе традиционных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий используются, в основном, для отделки поверхности. Однако в последние годы появился ряд разработок, предусматривающих введение семян льна в полуфабрикаты. Например, Тюриной О.Е. с соавт. предложено внесение семян льна совместно с гречневой мукой и порошком из клубней топинамбура в виде сброженного дрожжами полуфабриката при производстве хлеба героди-етического назначения [39, 40].

Сотрудниками ФГБНУ «НИИХП» запатентован способ производства хлеба из пшеничной муки, в состав которого наряду с овсяными отрубями, сухой пшеничной клейковиной, семенами кунжута и биологически активной добавкой «Эраконд» входят семена льна [41]. Полученный по данному способу хлеб отличается высокой пищевой ценностью, антиоксидантной активностью и может применяться в питании спортсменов.

Установлена также целесообразность использования целых семян льна в технологии крекера [44], сухарей [46] и безглютеновых изделий, в том числе хлеба [42], печенья [43].

Гомогенизированный полуфабрикат, полученный из зерна пшеницы, семян льна, поваренной соли и сахара в присутствии воды и подвергнутый механоакустической обработке предназначен для выработки хлеба, который после выпечки подвергают шоковой заморозке и используют в дальнейшем на предприятиях общественного питания [38].

В качестве жирового компонента при производстве хлеба «Полевой» с нутовым гидролизатом предложено использование измельченных семян льна [26]. В работе [27] приведены результаты, демонстрирующие целесообразность использования измельченных семян льна сорта «Итиль» в дозировке до 8% от массы пшеничной муки первого сорта для повышения пищевой ценности хлеба и улучшения его потребительских характеристик. Миневич И.Э. и Цыгановой Т.Б. установлено, что внесение в рецептуру хлеба из пшеничной муки не менее 6% измельченных семян льна позволяет придать продукции функциональные свойства [28]. Этими же авторами установлена возможность улучшения не только пищевой ценности, но и показателей качества маффинов за счет введения 5–10% измельченных семян льна.

Пащенко Л.П. с соавт. запатентован способ производства печенья из овсяной муки, предусматривающий дополнительное внесение 13% к массе овсяной муки измельченных (или не измельченных) семян льна, которые предварительно обжарили в течение 5–6 мин при температуре 70–75 °С [29].

Прилеповым А.Н. с соавт. запатентован способ изготовления крекеров, который предусматривает предварительную подготовку полуфабриката из семян льна и воды, масса которой должна быть в 1,5–2 раза больше массы семян, выдержанных при 20–25 ºС в течение 40–120 мин. При этом используют смесь семян льна коричневых и белых в соотношении 9:1 – 1:1 [30]. Причем регулируя соотношение семян льна разного цвета достигается определенное содержание в продукте фитоэстрогенов (лигнанов). Аналогичные условия замачивания коричневых семян льна рекомендованы Пономаревой Е.И. с соавт. при подготовке их производству ахло-ридных флаксов [31].

Бойцовой Т.М. с соавт. доказана целесообразность применения при производстве хлеба из смеси ржаной обдирной и пшеничной муки вводить на стадии приготовления большой густой закваски полуфабрикат, представляющий собой настой семян льна. Данный настой авторы рекомендуют готовить, взяв на 1 часть семян льна 20 частей воды, а затем дополнительно разбавить водой до соотношения настой: вода из интервала 70:30 – 100:0. При этом настой семян льна вносят в количестве 29,4 – 42 кг на 100 кг теста [32, 33].

Полножирная льняная мука может быть использована при производстве практически любой группы мучных изделий. Так, рецептуры хлеба из смеси пшеничной муки и полножирной льняной предложены рядом авторов, в частности [49–52]: дозировка льняной муки колеблется от 11,5 до 25–60% от общего рецептурного количества муки.

В качестве жирового компонента при производстве хлеба из пшеничной хлебопекарной муки первого сорта авторами [51] предложено использовать 9% к массе муки смеси измельченных до размера частиц 180–200 мкм семян кунжута и льна, взятых в соотношении 2:1. Причем перед измельчением смесь семян подвергают гидротермической обработке в течение 2 мин при 50 ºС.

В работе [52] авторы предлагают вносить смесь льняной и гречневой муки (соотношение компонентов 1:1) в количестве 30% к массе пшеничной муки высшего или первого сорта. Дополнительное введение в рецептуру 2% меда и морской соли позволяет достичь высоких органолептических характеристик продукта.

Корневой О.А. с соавт. предложена рецептура концентрата мучного блюда (блинчиков), в которой проведена полная замена пшеничной муки смесью льняной и кунжутной муки [56].

Поскольку льняная мука отличается от пшеничной более темным цветом, то внесение ее в рецептуру изделий из смеси ржаной и пшеничной муки наиболее предпочтительно с точки зрения сохранения привычных для потребителя характеристик качества. Коневой С.И. исследовано влияние дозировки льняной муки 10–20% от общей массы муки на свойства теста из смеси ржаной и пшеничной муки, а также показатели качества. Установлено, что рациональная дозировка льняной муки в ржано-пшеничное тесто составляет 10–15% [48].

Лабутиной Н.В. с соавт. получены результаты экспериментальных исследований, свидетельствующие о том, что наилучшего качества хлеба из смеси ржаной обойной и пшеничной муки первого сорта при введении в его рецептуру 25% льняной муки от общей массы муки в тесте можно достичь, если льняную муку вносить в составе закваски [13].

Богатыревой Т.Г. с соавт. запатентован способ приготовления диетического хлеба из смеси ржаной и обезжиренной льняной муки [34]: все рецептурное количество льняной муки сначала подвергают гидролизу с помощью ферментных препаратов (липопан и гриндамил), а затем заквашивают термофильными молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbruckii № 40 до накопления кислотности 10 град. Тесто готовят в три стадии: закваска, опара, тесто.

Типсиной Н.Н. с соавт. разработана рецептура хлеба «Полезный» из смеси муки ржаной обдирной и пшеничной второго сорта с дополнительным введением льняной муки в дозировке 10% от общей массы муки в тесте. Данный хлеб характеризуется повышенным по сравнению

Ефремов Д.П. Вестник ВГУИТ, 2021, Т. 83, №. 4, С. 209-218 с контролем (хлеб «Украинский новый») сниженным количеством усвояемых углеводов при увеличении содержания жиров, белков, пищевых волокон соответственно на 66,7%, 19,8% и 3,5%.

При этом содержание витаминов В1 и В4 возросло на 6,4% и 4,2%, а кальция, магния, фосфора и железа – на 59%, 29,5% и 34,3% и 2,6% соответственно. Хлеб «Полезный» в отличие от контрольного образца содержит витамины В6, Н и Е, вносимых с льняной мукой [47].

Меренковой С.П. с соавт. выявлено, что для мелкоштучных булочных изделий из пшеничной муки первого сорта рациональная дозировка полножирной льняной муки составляет 30% от общей массы муки в тесте [53].

Бухаровой Е.Н. с соавт. разработан состав для производства диетического печенья, предназначенного для лиц с непереносимостью белка пшеницы и (или) коровьего молока: основу составляет кукурузная или льняная мука, или их смесь [54].

В производстве хлеба также находят применение льняные отруби – источник клетчатки и лигнанов. Доля полиненасыщенных жирных кислот в льняных отрубях составляет 87,44%. Мачихиной Л.И. с соавт. показано, что пшеничный хлеб с 10–15% льняных отрубей обладает хорошими потребительскими характеристиками [35].

Ценнейшим продуктом переработки семян льна служит масло: источник эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот, токоферолов [64, 65].

В Казанском ГТУ исследована возможность использования льняного масла в качестве фритюра при производстве национального изделия «Чак-Чак»: образцы имели органолептические показатели лучше, чем при использовании пальмового, рапсового или кукурузного масла. Однако удельный расход льняного масла для фритюра выше, чем пальмового, рапсового или кукурузного на 5,9%, 12,5%, 20,0% соответственно [57].

Пащенко Л.П. с соавт. разработан способ приготовления печенья со сбалансированным жирнокислотным составом, предусматривающий использование в качестве жирового продукта смеси льняного масла и костного жира, взятых в соотношении 1 : (15–17) [58]. Комбинирование льняного масла с лецитином и глицерином позволяет улучшить качество сдобного булочного изделия с соевым изолятом [59].

Тарасенко Н.А. с соавт. разработан состав для производства мягких вафель, содержащий в качестве жирового компонента комбинацию льняного и пальмового масел при соотношении 1:9, а доля жирового компонента в рецептуре составляет 21,5–24,7% мас. [60].

Отдельного внимания заслуживают продукты переработки семян льна, содержащие водорастворимые полисахариды (некрахмальные полисахариды, гидроколлоиды). В качестве таких продуктов можно назвать водный настой семян льна [14], смесь семян с растительным маслом, а также выделенные из растворов полисахаридные комплексы [23–25].

Для увеличения выхода полисахаридов в раствор авторами [14] предложено использовать ультразвуковое воздействие интенсивностью 270 Вт/см ² в течение 45 минут.

Запатентован состав смеси для выпечки мучных изделий, в которую наряду с молотыми злаками, вкусовыми компонентами, дрожжами и ферментированным солодом входит масляный настой семян льна, взятых в соотношении подсолнечного масла и семян, равном 2:1. Настой готовят в течение 5–10 мин при перемешивании без доступа света с целью размягчения и набухания семян. Дозировка масляного настоя семян льна составляет 0,06–0,09 кг в расчете на 1 кг измельченных злаков [36].

Ряд работ посвящен отработке параметров выделения и исследованию свойств полисахаридов семян льна, как самостоятельного ингредиента, способного составить альтернативу камедям (гуаровой, ксантановой) [21–23, 25, 66, 67].

Миневич И.Э. с соавт. установлено, что рациональная дозировка сухого экстракта полисахаридов семян льна при выработке без-глютеновых маффинов из кукурузной муки составляет 0,1% к массе муки. Следует отметить, что благодаря введению в рецептуру полисахаридов семян льна удается исключить из состава традиционный для безглютеновых изделий ингредиент – кукурузный крахмал, сохранив при этом качество маффинов [61, 62].

Заключение

Анализ многочисленных отечественных источников научно-технической и патентной информации позволяет сделать заключение о том, что семена льна являются, с одной стороны, хорошо известным и широко применяемым видом сырья. С другой стороны, нужно отметить, что существует еще ряд недостаточно проработанных направлений, в частности, необходимы дополнительные исследования, которые позволят реализовать в промышленных масштабах экономически конкурентоспособные технологии производства мучных изделий, максимально раскрывающие потенциал (технологический и медико-биологический) некрахмальных полисахаридов, лигнанов и др. биологически-активных соединений семян льна.