Разработка рецептур функциональных мучных кондитерских изделий с использованием альтернативных белковых компонентов

*Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск, Россия; e-mail: , ORCID:

Иванова Д. А. и др. Разработка рецептур функциональных мучных кондитерских изделий с использованием альтернативных белковых компонентов. Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 2. С. 164–174. DOI:

e-mail: , ORCID:

Продовольственная безопасность обеспечивается устойчивыми продовольственными системами. В последних белок играет жизненно важную роль, поскольку он выполняет в организме человека множество функций: является источником энергии, строительным материалом, входит в состав ферментов и гормонов и многое другое ( Величко и др., 2022; Бурак и др., 2024 ). В настоящее время человечество продолжает бороться со всемирным дефицитом белка ( Герасимов, 2024 ). Численность населения нашей планеты с каждым годом неизбежно растет, а обеспечить людей пищей, богатой полноценными белками, становится сложнее ( Фоменко, 2021 ).

Тема поиска альтернативных источников пищевого белка становится все актуальнее. Это связано с целым рядом причин: рост численности населения, недоступность животного белка для малообеспеченных слоев общества, влияние животноводства на экологию, пищевые аллергии на отдельные виды животных белков, увеличение популярности вегетарианства и веганства и др. ( Стешиц, 2023; Гостюхин и др., 2022 ). Поиск новых источников полноценных белков проводится в различных направлениях – от использования традиционных растительных белков до получения белка из насекомых и микроорганизмов ( Сутула и др., 2023; Борисова, 2021; Прохода и др., 2024 ).

Одним из наиболее многообещающих альтернативных источников белка, изучаемых с помощью пищевых технологий, является белок растительного происхождения. Подобного рода белки получают из различных растений, таких как соевые бобы, горох, чечевица и нут ( Черникова и др., 2018; Мирзаев и др., 2023 ). Среди растительных белков одними из наиболее полноценных по аминокислотному составу считаются белки бобовых культур, валовый сбор которых неуклонно растет ( Полухин и др., 2022 ). Зернобобовые растения содержат большое количество незаменимых аминокислот, особенно лизина и лейцина (табл. 1), необходимых для формирования иммунитета, построения и развития мышечных тканей ( Радионова и др., 2020 ).

Таблица 1. Содержание белка и незаменимых аминокислот в различных видах бобовых культур ( Радионова и др., 2020 )

Table 1. Protein and essential amino acids content in different types of legumes ( Radionova et al., 2020 )

Виды бобовых культур	г/100 г	мг/100 г
	Белки	Trp	Ile	Val	Leu	Thr	Lys	Met	Phe	Arg	His
Люпин	36,2	289	161,5	151	274,3	133,1	193,3	25,5	143,5	387,7	103
Соевые бобы	34,9	654	1 643	1737	2750	1 506	2183	679	1 696	2611	1 020
Чечевица	24,0	220	1 020	1270	1 890	960	1 720	290	1 250	2050	710
Маш	23,5	260	1 008	1010	1 847	782	1664	286	1 443	1 672	695
Фасоль	21,0	260	1030	1 120	1 740	870	1 590	240	1 130	1 120	570
Горох	20,5	260	1 090	1010	1650	840	1550	210	1 010	1 620	460
Нут	20,1	200	882	865	1 465	766	1 377	270	1 103	1 939	566

Изучение белков бобовых началось еще в XIX в. с работ Томаса Берра Осборна и его коллег ( Белышкина, 2018 ). В 2014 г. при попытке использования жидкости консервированного нута для приготовления вегетарианской меренги, французским вегетарианцем Жоэлем Росселем было открыто новое вещество – аквафаба.

Аквафаба (от лат. aqua – вода, faba – боб) – это название вязкой жидкости, получаемой в результате варки зерен бобовых культур ( Serventi, 2020 ). Аквафаба является широко используемой в домашней кулинарии заменой яичного белка: 30–40 мл отвара бобовых используют вместо белка 1 куриного яйца. При взбивании аквафаба превращается в плотную белую пену – такую же, как при взбивании белка яиц ( Рязанцева и др., 2022; Huang et al., 2022 ). Обладая такими функциональными свойствами, как пенообразование, эмульгирование, стабилизация и загущение, аквафаба находит применение в приготовлении многих пищевых продуктов: муссов, майонезов, масла, безе, бисквитов и т. д. ( Fuentes Choya et al., 2023 ).

На сегодняшний день известно несколько видов аквафабы:

• •    порошковая;

• •    полученная при отваривании зерен бобовых культур;

• •    полученная из консервированных бобовых культур.

Использование последней является примером развития безотходного производства, поскольку ранее эта часть консервов считалась бесполезной и утилизировалась.

Многие годы исследования растительного белка проводились исключительно на сое. Другие бобовые культуры, несмотря на широкое применение, долгое время не подвергались тщательному изучению

( Белышкина, 2018; Синеговский, 2024 ). В Европе первой была открыта аквафаба нута, и большая часть зарубежных рецептов также используют жидкость именно из этой консервированной культуры. Если говорить о промышленных масштабах, то порошковая аквафаба сегодня также производится из нута. Однако в России широко распространены такие бобовые, как горох и фасоль. По химическому составу эти культуры, также как и нут, сопоставимы с белком куриного яйца (табл. 2).

Таблица 2. Химический состав белка куриного яйца и отдельных видов аквафабы бобовых культур ( Ларькина и др., 2023 )

Table 2. Chemical composition of protein of hen egg and some species of legume aquafaba

( Larkina et al., 2023 )

Показатель	Содержание
	Яичный белок	Аквафаба гороха	Аквафаба фасоли	Аквафаба нута
Белки, г	11,1	2,75	6,1 г	6,3
Жиры, г	0,2	–	–	–
Углеводы, г	1,0	5,3	14,9	15,8
Дубильные в-ва, %	3,2	3,2	3,2	3,2
Витамин К1, %	–	2,1	0,1	4,0
Витамины группы В, %	3	4,2	0,8	0,2
β -каротин, %	–	0,1	0,2	4,0
Калий, %	6,1	11,0	0,4	3,0
Кальций, %	1,0	4,7	1,5	2,5
Магний, %	2,3	8,3	2,5	5,3
Железо, %	0,8	8,2	0,6	3,2
Марганец, %	–	16,0	0,5	10,0
Медь, %	5,2	16,0	1,0	5,0
Цинк, %	1,9	4,7	8,3	1,7
Кобальт, %	10	0,1	10,0	0,1

Однако в настоящее время в России и странах СНГ на полках магазинов практически полностью отсутствуют продукты на основе или с использованием аквафабы. Это связано с неосведомленностью производителей о существовании данного вида сырья, его технологических свойствах и перспективах использования. Последние несколько лет увеличилось количество русскоязычных научных статей, посвященных исследованию аквафабы, получаемой различными способами и из различных видов бобовых культур. При этом тема все еще является малоизученной, что обусловливает научную новизну данного исследования. Необходимо большее количество данных об аквафабе как сырье и продуктах на ее основе для дальнейшего внедрения аквафабы в пищевую промышленность.

Помимо альтернативных источников белка трендовым направлением в пищевой индустрии на сегодняшний день являются функциональные продукты питания. Функциональные продукты питания – это пищевые продукты, обогащенные дополнительными ингредиентами, обладающими научно обоснованными и подтвержденными свойствами и предотвращающими или восполняющими имеющийся в организме человека дефицит питательных веществ, что способствует сохранению и улучшению здоровья населения ( Снегирева, 2021 ).

Физиологически функциональный пищевой ингредиент – это вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения или идентичные натуральным, а также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта в количестве от 10 до 15 % от суточной физиологической потребности в расчете на одну порцию продукта. Они обладают способностью благоприятно воздействовать на организм человека, помогая лучше усваивать те или иные полезные вещества, попадающие в организм вместе с пищей ( Морева, 2020 ). К физиологически функциональным пищевым ингредиентам относят пищевые волокна, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пробиотики, пребиотики или синбиотики.

В настоящее время установлено, что в рацион питания человека помимо основных пищевых веществ должны быть включены балластные вещества: клетчатка, гемицеллюлоза, пектин, которые являются физиологически важными компонентами пищи. Особое место в рациональном питании человека отводится неусвояемым углеводам – пищевым волокнам, которые играют важную роль в процессе пищеварения и обмена веществ в целом, а также оказывают влияние на развитие нормальной кишечной микрофлоры. Пищевые волокна могут быть получены из различного овощного сырья путем его измельчения и высушивания ( Мазалевский и др., 2023; Дроздов и др., 2019 ). В данной работе будет использован порошок моркови.

Таблица 3. Химический состав сушеной моркови ( Химический…, 1987 ) Table 3. Chemical composition of dried carrots ( Chemical…, 1987 )

Показатель	Содержание
Вода, г/100 г	14,0 г
г/100 г сухих веществ
Белки	7,8 г
Жиры	0,6 г
Углеводы	49,2 г
Клетчатка	7,2 г
Минеральные вещества, мг/100 г сухих веществ
Na	59,0 мг
K	967,0 мг
Ca	105,0 мг
Mg	56,0 мг
P	294,0 мг
Fe	3,0 мг
Витамины, мг/100 г сухих веществ
β-каротин	40,0 мг
Тиамин (B1)	0,12 мг
Рибофлавин (B2)	0,3 мг
Ниацин (PP)	2,6 мг
Витамин C	10,0 мг
Энергетическая ценность на 100 г, ккал
226

Помимо содержания клетчатки пищевая ценность моркови обусловлена высоким содержанием углеводов, пищевых волокон, минеральных элементов и т. д. Отмечается особенно высокое содержание в моркови калия, кальция и фосфора (табл. 3), играющих большую роль в работе сердечно-сосудистой и опорно-двигательной систем организма. Бета-каротин обладает антиканцерогенными, антимутагенными, антиоксидантными, радиопротекторными, иммуномодулирующими, противовоспалительными и антитоксическими свойствами ( Ачмиз и др., 2023 ). Морковь является практически идеальной культурой, для нее характерна высокая урожайность корнеплодов, неприхотливость к условиям возделывания, стойкость к болезням и вредителям ( Толстопятова, 2016 ).

Материалы и методы

Исследования проведены на базе лабораторий кафедры технологии пищевых производств и индустрии питания Новосибирского государственного аграрного университета (НГАУ).

Объектами исследований являлись образцы кондитерских изделий (бисквит), изготавливаемые с использованием морковного порошка "Порошок моркови столовой сушеной" торговой марки Mageric и аквафабы консервированной красной и белой фасоли марки "Красная цена" (рис. 1).

Рис. 1. Образцы аквафабы, используемые в исследованиях

Fig. 1. Aquafaba samples used in the research

Изготавливали контрольные и опытные образцы по стандартной технологии бисквитного полуфабриката в соответствии со "Сборником рецептур мучных, кондитерских и булочных изделий"1.

Оценка органолептических показателей проводилась по 5-балльной шкале в соответствии с ГОСТ 31986-20122 "Услуги общественного питания. Метод органолептической оценки качества продукции общественного питания".

Массовую долю влаги и сухих веществ высушиванием определяли согласно ГОСТ 5900-20143 "Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ в сушильном шкафу ШСВ-250-01".

Определение кислотности титрованием проводилось согласно требованиям ГОСТ 5898-20224 "Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности".

Пищевую и энергетическую ценности рассчитывали по стандартной формуле.

Результаты и обсуждение

В рецептурах опытных образцов производили замену 50 и 100 % яичного белка и желтка на аквафабу красной или белой фасоли.

Рецептуры бисквитов были рассчитаны на 1 кг готового теста (табл. 4). Основными компонентами рецептуры бисквитного теста являлись мука, сахар, яйцо. Функциональная добавка – порошок моркови – был введен в рецептуру в количестве не менее 15 % от суточной физиологической потребности пищевых волокон согласно требованиям ГОСТ Р 52349-20055 "Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения".

Таблица 4. Модельные рецептуры бисквита с использованием аквафабы Table 4. Model biscuit recipes using aquafaba

Сырье	Масса сырья, нетто, г
	t! О &	Опыт 1 (50 % яйцо + 50 % а/ф красной фасоли)	Опыт 2 (100 % а/ф красной фасоли)	Опыт 3 (50 % яйцо + 50 % а/ф белой фасоли)	Опыт 4 (100 % а/ф белой фасоли)
Мука пшеничная	296,1	296,1	296,1	296,1	296,1
Яйцо (белок)	251,5	110,55	–	110,55	–
Яйцо (желток)	88,6	59,5	–	59,5	–
Аквафаба	–	170,05	340,1	170,05	340,1
Соль	3,8	3,8	3,8	3,8	3,8
Сахар-песок	352,3	342,3	342,3	342,3	342,3
Морковный порошок	–	10,0	10,0	10,0	10,0
Разрыхлитель	7,7	7,7	7,7	7,7	7,7
Выход	1 000	1 000	1 000	1 000	1000

На рис. 2 представлены технологические схемы для производства бисквита с полной и частичной заменой животного белка растительным. При частичной замене куриного яйца аквафаба взбивается в течение 2 мин, отдельно взбивается желток, к которому параллельно добавляется сахар и соль. При частичной замене куриного яйца аквафаба взбивается в течение 2 мин, отдельно взбивается желток, к которому параллельно добавляется сахар и соль. Обе смеси аккуратно объединяются, постепенно добавляется просеянную муку с разрыхлителем и морковный порошок, перемешивается до однородной консистенции. Тесто раскладывают в формы, предварительно смазанные маслом или выстланные бумагой, и выпекают при температуре 160 ºС в течение 25 мин. Готовые изделия охлаждают до температуры 25 ºС.

При проведении органолептической оценки (рис. 3) установили, что образцы 1 и 3 с заменой яйца на 50 % аквафабой красной или белой фасолью получили максимальное среднее количество баллов 4,75, у данных образцов отмечено отсутствие яичного привкуса. Образцам 2 и 4 была снижена оценка (3,75) по показателям внешний вид и консистенция, поскольку изделия недостаточно поднялись при выпекании, вследствие чего отсутствовала характерная выпуклая поверхность на изделиях, а также присутствовало послевкусие бобовых, тесто недостаточно пропеклось, мякиш имел липкую консистенцию.

а

б

Рис. 2. Технологическая схема приготовления бисквита с заменой белка аквафабой: а – с частичной; б – с полной

Fig. 2. Technological scheme of biscuit preparation with protein replacement by aquafaba: а – partial; б – full

Форма

Вкус и запах

Поверхность

Вид в разрезе

^^^м Контроль

^^^^^м Образец 1

*■■■■■■» Образец 2

^^^^^^ Образец 3

^^^^^ш Образец 4

Рис. 3. Органолептические параметры бисквита с использованием аквафабы Fig. 3. Organoleptic parameters of biscuit with aquafaba use

При изучении вида на разрезе (рис. 4) отмечалось, что 1 и 3 опытные образцы на основе смеси 50 : 50 яйца и аквафабы имеют характерный для данного вида изделий вид – пропеченное изделие с равномерной пористой структурой, без пустот и следов непромеса. Состояние мякиша – характерное и сопоставимо с контролем.

Напротив, при полной замене яйца на аквафабу как белой, так и красной фасоли отмечалось, что 2 и 4 опытные образцы муки имеют нехарактерный для бисквитов мякиш, липкую структуру.

Опыт 1

Опыт 2

50 % яйца + 50 % а/ф красной фасоли

100 % а/ф красной фасоли

Опыт 3

Опыт 4

50 % яйца + 50 % а/ф белой фасоли

100 % а/ф белой фасоли

Рис. 4. Вид на разрезе бисквитов с использованием в рецептуре аквафабы фасоли Fig. 4. Sectional view of biscuits using bean aquafaba in the recipe

По содержанию влаги в кондитерских изделиях с использованием аквафабы можно отметить, что в опытных образцах бисквита 2 и 4 наблюдается увеличение данного показателя в среднем на 4–5 % в сравнении с контролем (рис. 5). Повышенное содержание влаги отмечено также у образцов 2 и 4, вследствие чего при определении органолептических показателей, внешнего вида и вида на разрезе у них отметили влажный липкий мякиш. Таким образом, после выпекания образцов бисквитов с использованием аквафабы установили, что при полной замене яйца на аквафабу тесто получалось более клейкое и недопеченное.

Рис. 5. Содержание влаги в бисквите с использованием аквафабы Fig. 5. Moisture content in biscuits using aquafaba

Пищевая и энергетическая ценность мучных кондитерских изделий с использованием аквафабы устанавливали расчетным путем. Результаты представлены в табл. 5.

Таблица 5. Пищевая ценность бисквита с использованием аквафабы

Table 5. Nutritional value of biscuits using aquafaba

Показатель	Контроль	Опыт 1, 3 (50 % яйцо + 50 % аквафаба)	Опыт 2, 4 (100 % аквафаба)
Белки, г	7,09	5,4	4,16
Жиры, г	2,93	1,43	0,39
Углеводы, г	57,6	57,7	57,92
Клетчатка, г	2,96	3,66	3,66
Энергетическая ценность, ккал / кДж	285,13 / 1192,98	265,27 / 1109,89	251,79 / 1053,49

Анализ пищевой ценности показал, что в сравнении с контролем образцы бисквита с аквафабой имеют меньшую калорийность. Опыты 1 и 3 с частичной заменой имели потерю 1,69 г белка, опыты 2 и 4 с полной заменой яйца аквафабой на 2,93 г в сравнении с контролем, но вместе с тем отмечается снижение содержания жира в опытных образцах на 1 и 2,5 г соответственно.

По калорийности опытных образцов отмечается снижение на 19,86 (опыты 1 и 3) и 33,34 ккал (опыты 2 и 4) в сравнении с контролем (265,27 и 251,79 ккал в 1 и 2 опытных образцах соответственно против 285,13 ккал в контроле).

Добавление порошка моркови увеличило содержание клетчатки в 1,2 раза. Норма потребления клетчатки в сутки для взрослого человека составляет 20–25 г. Процент удовлетворения суточной потребности в клетчатке с добавлением порошка моркови возрос с 11,84 до 14,64 % при норме 25 г/сутки.

Исходя из результатов органолептической и физико-химической экспертизы, оптимальными рецептурами признаны номера 1 и 3 с частичной заменой куриного яйца аквафабой.

Заключение

Технология бисквита, обогащенного пищевыми волокнами, разработана с использованием альтернативного источника белка – аквафабы, по своему химическому составу и реологическим свойствам схожего с яичным белком.

В результате проведенного опыта экспериментально доказана возможность замены белка яйца растительным белком с сохранением качественных показателей готового продукта.

В качестве функционального ингредиента в рецептуру введен порошок моркови, служащий дополнительным источником витаминов, макроэлементов и пищевых волокон.

Итогом исследований стала готовая рецептура с оптимизированной технологией производства бисквитов на основе аквафабы консервированной белой и красной фасоли. Разработанные изделия отличаются высокими органолептическими показателями и обогащенным химическим составом. Калорийность продукта снижена по сравнению с классическим яичным бисквитом, а функциональная значимость повышена за счет включения в состав пищевых волокон.