Разработка хлебобулочных изделий повышенной биологической ценности из нетрадиционных видов муки

Автор: Пищиков Г.Б., Лазарев В.А.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии @vestnik-susu-food

Рубрика: Проектирование и моделирование новых продуктов питания

Статья в выпуске: 4 т.12, 2024 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время всё более востребованным становится производство продуктов здорового и функционального питания, в том числе безглютеновых хлебобулочных продуктов, востребованность которых обусловлена повышенной заинтересованностью населения к собственному здоровью, в частности ростом выявленных случаев глютен-ассоциированных заболеваний. Вместе с тем представленные на рынке безглютеновые хлебобулочные изделия имеют явные отклонения по пищевой полноценности, обусловленные низкой массовой долей по содержанию белка, что ставит под сомнение их альтернативность для замены традиционных видов продукции. Целью работы являлась разработка безглютенового хлебобулочного изделия повышенной биологической ценности за счет увеличения массовой доли белка и исследование показателей пищевой ценности готовых изделий. В ходе работы получены данные исследования по стандартной номенклатуре показателей качества, включая органолептические характеристики готового продукта (пористость, влажность мякиша, органолептические свойства, биологическая ценность). С учетом полученных данных установлены оптимальные параметры для производства продукта: при использовании в составе рецептур комбинация 3-х видов муки в определённом соотношении: рисовая - 40 %, кукурузная - 40 %, соевая - 20 %; в присутствии структуробразователя, выполняющего технологические свойства клейковины: ксантановая камедь в дозировке 2,5 % к массе муки. При оценке качества модельного образца (температура выпечки 180-190 С) установлено: влажность теста 56 %; готовый продукт содержит 6,3 г белка на 100 г продукта, при аминокислотном скоре в диапазоне от 76,3 до 125,9 %. Таким образом, предложенная рецептура обеспечивает получение продукта с улучшенными характеристиками для населения, имеющего глютен-ассоциированные заболевания.

Еще

Безглютеновые хлебобулочные изделия, безглютеновые продукты, нетрадиционные виды муки

Короткий адрес: https://sciup.org/147245945

IDR: 147245945 | DOI: 10.14529/food240405

Текст научной статьи Разработка хлебобулочных изделий повышенной биологической ценности из нетрадиционных видов муки

В последние годы всё более актуальным становится производство пищевых продуктов для здорового и функционального питания, которые способны являться источниками всех необходимых организму макро- и микронутриентов. Производство и потребление такой продукции становится всё более востребованным и подкреплено правовыми основами со стороны государства, включая большие вызовы научно-технологического развития РФ. В Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года формулируются различные направления развития с целью выпуска пищевой продукции, отвечающей принципам здорового питания [1, 11].

Актуальность производства хлебобулочных изделий специализированной направленности из нетрадиционных видов муки обусловлена такими основными направлениями, как:

– питание людей с глютен-ассоцииро-ванными заболеваниями, среди которых не только целиакия, но и другие формы непереносимости глютена, а также людей, соблюдающих принципы здорового питания;

– расширение ассортимента, увеличение объёма продаж за счёт привлечения потребителя новыми, уникальными свойствами продукции;

– повышение пищевой ценности хлебобулочных изделий за счёт высокого содержания в такой муке витаминов, минеральных ве-

Таблица 1

Пищевая ценность и стоимость представленных на рынке Свердловской области товарных наименований безглютенового хлеба

В настоящий момент большая часть представленных на рынке безглютеновых хлебобулочных продуктов является безбелковой или низкобелковой продукцией и в качестве основного сырья содержит крахмал. Такой состав негативно сказывается на пищевой и биологической ценности продукта и не способен удовлетворить потребность организма человека во многих эссенциальных пищевых нутриентах, в том числе в незаменимых аминокислотах. В табл. 1 представлены данные о пищевой и энергетической ценности безглю-теновых видов хлеба различных производителей, представленных на потребительском рынке, и их стоимость для оценки доступности как социально значимого продукта.

Использование многих видов нетрадиционной муки в технологии хлеба специализированного назначения является актуальным по причине доступности нетрадиционных видов сырья, пригодного для хлебопечения, по-

этому имеется ресурсная достаточность их производства в России (табл. 2) [5, 6, 9].

Основными проблемами, возникающими при использовании альтернативных видов муки, являются:

– формирование органолептических свойств готового продукта, непривычного для потребителей;

– отсутствие в таких видах муки клейковинного комплекса, что влияет на формирование реологических свойств теста и пористости хлеба, что определяет необходимость использования различных структурообразовате-лей гидроколлоидов: гуаровой и ксантовой камеди, карбоксиметилцеллюлозы и гидро-ксипропилметилцеллюлозы, натуральных и модифицированных крахмалов.

Целью работы являлась разработка без-глютенового хлебобулочного изделия повышенной биологической ценности за счет увеличения массовой доли белка и исследование показателей пищевой ценности готовых изделий.

Таблица 2

Объёмы выращивания сельскохозяйственных культур в России

С/х культура	Посевная площадь под урожай 2021 года, га	Валовый сбор в 2021 году, тысяч тонн
Овёс	1 436 229,5	1286
Кукуруза	2 060 589,5	3882
Гречиха	0 522 774,6	0410
Рис	0 158 178,3	0135
Зернобобовые	1 493 823,1	1012
Соя	2 282 847,9	1030

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

– подобрать оптимальные виды безглю-теновой муки по ценовым и органолептическим показателям;
– установить комбинацию нетрадиционных видов муки, которая обеспечит высокую биологическую ценность конечного продукта, его приемлемые органолептические показатели, близкие к изделию из пшеничной муки;
– определить оптимальный вид и дозировку структурообразователя для оптимизации влажности теста и температуры выпечки продукта;
– оценить физико-химические показатели качества и пищевую ценность разработанного продукта;
– рассчитать себестоимость разработанного продукта.

Объекты и методы исследования

На первом этапе проводили отбор видов безглютеновой муки для разработки рецептуры продукта по органолептическим показателям сырья с учетом его себестоимости. В табл. 3 представлены данные о стоимости различных видов безглютеновой муки в розничной торговле в пересчёте на цену за 1 кг муки.

В выборку исследования были включены рисовая, кукурузная и соевая мука, которые оценивали по массовой доле общего белка по методу Кьельдаля (ГОСТ 34454-2018) и аминокислотному составу методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ГОСТ 34230-2017) с использованием высокоэффективного жидкостного хроматографа (ВЭЖХ) Agilent 1260 Infinity.

На втором этапе оценивали физикохимические показатели качества модельных образцов безглютеновых хлебобулочных изделий из нетрадиционных видов муки: кислотность (ГОСТ 5670-96), влажность ГОСТ (21094-75), пористость (ГОСТ 5669-96).

Результаты работы и их обсуждение

Для формирования выборки муки кроме стоимости наиболее важным при отборе сырья являлись органолептические показатели различных видов муки (табл. 4).

Так как ярко выраженные вкус, запах и цвет муки, не свойственные хлебу и не ассоциирующиеся у потребителя с хлебопекарными изделиями, являются нежелательными, нами было принято решение использовать для разработки рецептуры 3 вида муки: рисовую, кукурузную и соевую, которые характеризуются наиболее благоприятным аминокислотным составом белка (табл. 5) [10, 12, 13].

На основе анализа данных литературных источников, патентов и рецептур имеющихся на рынке традиционных и безглютеновых видов хлеба и хлебобулочных изделий за основу для разработки продукта была составлена рецептура, представленная в табл. 6. Мука в данной рецептуре представлена комбинацией из различных видов безглютеновой муки, состав которой определялся в ходе исследования. Вид и дозировка структурообразователя и необходимая влажность теста (расход воды) также устанавливались в ходе проведения исследования.

Для автоматизированного подбора композиций видов муки был разработан программный код, который в качестве базы данных использует информацию о содержании белков и незаменимых аминокислот в каждом из используемых видов муки и в качестве выходных данных выводит такие варианты комбинаций, чтобы расчётный аминокислотный скор белка готового продукта по всем незаменимым аминокислотам был как можно более приближен к 100 %, то есть чтобы содержание аминокислот в готовом продукте было максимально приближено к данному показателю в эталонном белке ФАО/ВОЗ. В качестве допустимого диапазона по содержанию незаменимых аминокислот в муке устанавливалось такое содержание каждой незаменимой аминокислоты, чтобы её аминокислотный скор был в пределах от 85 до 115 %.

Таблица 3

Стоимость видов безглютеновой муки различных производителей

Вид муки	Стоимость у разных производителей за 1 кг, руб.
Вид муки	Гарнец	С. Пудовъ	Другие
Амарантовая	–	0645,00	0402,00	0351,00
Гречневая	0390,48	0202,33	0286,06	0502,50
Рисовая	0238,12	0176,00	0402,00	0251,76
Нутовая	0383,30	0274,07	0349,00	0249,50
Льняная	0210,94	0191,67	0251,00	0351,25
Кукурузная	0215,76	0163,33	0117,33	0138,50
Кокосовая	1140,27	1064,00	0367,00	0410,00
Из зелёной гречки	0391,44	–	0299,00	0280,00
Пшённая	0384,54	–	0254,38	0278,00
Овсяная без глютена	–	–	0332,00	–
Соевая	0294,70	0191,66	0390,77	0315,00
Миндальная	4255,20	3510,00	0845,33	0528,00
Чечевичная	0417,59	–	0248,75	0212,25
Из бурого риса	0561,48	–	0532,00	–
Гороховая	0197,70	0182,50	0136,00	0119,80
Из зелёных бананов	2065,10	–	1213,00	0948,00
Арахисовая	–	0398,00	0632,00	0848,57
Черёмуховая	–	2620,00	1344,00	1083,00

Таблица 4

Органолептические показатели исследуемых видов муки

Вид муки	Цвет	Запах	Вкус
Гороховая	Светло-жёлтый	Ярко выраженный гороховый, горький привкус
Гречневая	Светло-коричневый	Ярко выраженный гречневый
Кукурузная	Светло-жёлтый	Практически не ощущается	Нейтральный, лёгкий привкус кукурузной крупы
Льняная	Коричневый	Интенсивный запах льняного масла	Выраженный льняной
Нутовая	Бежевый	Ярко выраженный бобовый
Рисовая	Белый	Практически не ощущается	Нейтральный, крахмальный
Соевая	Светло-жёлтый	Лёгкий бобовоореховый запах	Нейтральный, слегка кисловатое послевкусие

Таблица 5

Аминокислотный состав белка рисовой, кукурузной и соевой муки

Вид муки	Содержание незаменимых аминокислот, г на 100 г белка
Вид муки	Trp	Thr	Ile	Leu	Lys	Met + Cys	Phe + Tyr	Val
Рисовая	1,4	3,4	4,7	08,9	3,7	4,2	9,4	6,0
Кукурузная	0,7	2,4	4,9	13,3	2,5	3,0	8,0	4,9
Соевая	1,3	4,0	5,2	07,7	6,0	3,1	7,7	6,0

Таблица 6

Рецептура, взятая за основу для разработки продукта

Наименование сырья	Расход сырья, кг на 100 кг муки
Мука	100,0
Крахмал картофельный	045,0
Структурообразователь	Определяется в ходе исследования
Дрожжи хлебопекарные сушёные	003,2
Соль пищевая	003,5
Сахар белый	008,5
Маргарин (м.д.ж. 72,5 %)	006,0
Вода питьевая	Определяется в ходе исследования

Таблица 7

Показатель	Код образца изделия
Показатель	3.1	3.2	3.3
Температура выпечки, ° С	160–170	180–190	200–210
Влажность мякиша, %	53,2	50,8	53,7

Таблица 8

Влияние вида структурообразователя на значение показателя пористость

Структурообразователь	Пектин яблочный
№ образца	4.1.1	4.1.2	4.1.3	4.1.4
Дозировка, % к массе муки	1,5	2,0	2,5	3,0
Масса выемки, г	13,63	13,11	14,00	14,08
Структурообразователь	Ксантовая камедь
№ образца	4.2.1	4.2.2	4.2.3	4.2.4
Дозировка, % к массе муки	1,5	2,0	2,5	3,0
Масса выемки, г	13,54	13,12	12,96	13,14
Структурообразователь	Яблочные пищевые волокна
№ образца	4.3.1	4.3.2	4.3.3	4.3.4
Дозировка, % к массе муки	1,5	2,0	2,5	3,0
Масса выемки, г	14,36	14,40	14,35	14,51

Таблица 9

Рецептура модельного образца хлебобулочного изделия

Наименование сырья	Расход, кг на 100 кг муки
Мука кукурузная	40,0
Мука рисовая	40,0
Мука соевая	20,0
Крахмал картофельный	45,0
Дрожжи хлебопекарные сушёные	03,2
Соль пищевая	03,5
Сахар белый	08,5
Маргарин (м.д.ж. 72,5 %)	06,0
Ксантовая камедь	02,5
Вода питьевая	По расчёту (влажность теста 56 %)

Таблица 10

Пищевая ценность разработанного продукта и представленного на рынке безглютенового хлеба

Показатель	Содержание в 100 г разработанного продукта, средние значения	Содержание в 100 г хлеба «Pan Blanco», средние значения
Энергетическая ценность, ккал	198,2	211,0
Белки, г	006,3	002,4
Жиры, г	003,0	004,7
Углеводы, г	036,5	041,0

Рис. 4. Органолептический профиль модельного образца хлебобулочного изделия

Таблица 11

Биологическая ценность разработанного хлебобулочного продукта

Аминокислота	Содержание в продукте		Аминокислотный скор, %
Аминокислота	в 100 г продукта, мг	в 100 г белка, мг	Аминокислотный скор, %
Валин	0253	03990,5	079,8
Изолейцин	0280	04416,4	110,4
Лейцин	0488	07697,2	110,0
Треонин	0289	04558,4	114,0
Метионин	0209	03296,5	104,6
Цистеин	0023	00362,8	104,6
Лизин	0266	04195,6	076,3
Фенилаланин	0275	04337,5	125,9
Тирозин	0204	03217,7	125,9
Аланин	0304	04795,0	–
Аргинин	0287	04526,8	–
Аспарагиновая кислота	0595	09384,9	–
Гистидин	0209	03296,5	–
Глицин	0235	03706,6	–
Глутаминовая кислота	1051	16577,3	–
Пролин	0110	01735,0	–
Серин	0289	04558,4	–

Список литературы Разработка хлебобулочных изделий повышенной биологической ценности из нетрадиционных видов муки

Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года: Распоряжение Правительства РФ: утверждена распоряжением Правительства РФ 29 июня 2016 г.
Многоликая проблема непереносимости глютена / М.А. Ливзан, М.Ф. Осипенко, Н.В. Заякина, Т.С. Кролевец // Клиническая медицина. 2018. № 2. С. 123-128.
Monteiro Sh.S., Schnorr C.E., De.B. Pasquali M.A. Paraprobiotics and Postbiotics - Current State of Scientific Research and Future Trends toward the Development of Functional Foods // Foods. 2023. No. 12. P. 23-34.
Rybicka I. Comparison of elimination diets: Minerals in gluten-free, dairy-free, egg-free and low-protein breads / I. Rybicka // Journal of Food Composition and Analysis. 2023. Vol. 118. P. 105-204.
Основные итоги сельскохозяйственной микропереписи 2021 года: Федеральная служба государственной статистики: [сайт]. URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Census_ agr_2021_final.pdf (дата обращения: 18.11.2023).
Валовые сборы сельскохозяйственных культур в Российской Федерации: Федеральная служба государственной статистики [сайт]. URL: https://rosstat.gov.ru/enterprise_economy (дата обращения: 18.11.2023).
Логунова Н.Ю., Поляков А.Н., Обеленцева А.Ю. Автоматизированные системы управления в производстве и реализации хлебобулочной продукции // Вестник науки. 2023. №1 (58). С. 356-376.
Пищевые ингредиенты в продуктах питания: от науки к технологиям: монография / под ред. В.А. Тутельяна [и др.]. 2-е изд., испр. и доп. М.: Московский государственный университет пищевых производств, 2021. 664 с.
Феофилактова О.В., Пономарев А.С. Исследование технологических свойств нетрадиционных видов муки при производстве продукции предприятий общественного питания // Индустрия питания 2019. № 2. С. 28-34.
Скурихин И.М., Тутельян В.А. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания: справочник. М.: ДеЛипринт, 2008. 275 с.
Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения: учебник / А.Ю. Просеков, О.А. Неверова, Г.Б. Пищиков, В.М. Позняковский. 2-е изд., перераб. и доп. Кемерово: КемГУ, 2019. 262 с.
Лазарев В.А., Порошина Д.Д. Разработка рецептуры и технологии хлеба, обогащенного порошком ежовика гребенчатого и семенами тыквы и подсолнечника // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2024. Т. 13, № 3(67). С. 104-110. EDN: CXZYLT.
Получение трёхкомпонентной муки, обогащённой горохом и льном / Е.П. Мелешкина, С.Н. Коломиец, А.И. Коваль [и др.] // Пищевая промышленность. 2024. № 9. С. 53-55. DOI: 10.52653/PPI.2024.9.9.010. EDN: NPWWES.

Еще

Статья научная