Влияние порошка стевии на качество безглютенового печенья

На российском потребительском рынке печенье считается одним из популярных пищевых продуктов в сегменте мучных кондитерских изделий. Потребитель рассматривает печенье как лакомство благодаря его органолептическим свойствам, которые формируются за счет высокого содержания сахара и жира.

Согласно ГОСТ 24901–2014 «Печенье. Общие технические условия» содержание в печенье сахара может доходить до 45%, а жира до 40%. Безглютеновое печенье не является исключением, которое принципиально отличается от печенья традиционной рецептуры использованием безглютеновой муки из злаковых культур (риса, кукурузы, овса, проса) [1–6].

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

Рисовая мука – одна из наиболее часто используемых видов безглютеновой муки, которую могут сочетать с другими видами муки (кукурузной, гречневой, овсяной и др.). В последние годы исследования в совершенствовании рецептур безглютеновой продукции направлены на повышение их пищевой ценности. Для этого используют муку цельнозерновую, гречневую или льняную, муку из амаранта, киноа, каштана, кэроба (порошка из плодов рожкового дерева) и др. [2, 3, 7–10]. Для обогащения используют различное белоксодержащее растительное сырье (соя, нут, фасоль, люпин) [3, 11, 12], ферментированные отруби [13], ферментированный пробиотиками сублимированный порошок шампиньонов [15]. Нередко для формирования структуры безглютенового печенья необходимы стабилизаторы структуры – карбоксиметилцеллюлоза [1], камеди [9, 11, 15], цитрусовые волокна [4] и др. Установлено, что в случае использования камедей акации, абрикоса, карайи, повышающих вязкость теста и формирующих органолептические свойства, готовая продукция одновременно приобретает антиоксидантные свойства [11].

Безглютеновое печенье становится «модным трендом» среди потребителей, которые считают, что оно более полезное, хотя в настоящее время отсутствуют исследования, подтверждающих этот факт [16, 17]. Более того, высокое содержание крахмала в безглютено-вом печенье может вызвать всплеск уровня глюкозы в крови, увеличивая риск возникновения диабета II типа и ожирения, а для потребителей с чувствительностью к глютену требует поддержания гликемического контроля при строгой безглютеновой диете [1].

Есть разные пути снижения гликемического индекса печенья, как традиционного, так и безглютенового – регулирование технологических условий выпечки (температуры и времени), повышающего долю резистентного крахмала и/или регулирование рецептуры с частичной или полной заменой сахара на сахаро-заменители (мальтит, инулин, олигофруктоза, мальтодекстрин) [1, 18–22]. При замене в рецептуре печенья 50% сахара мальтитом или 100% сахара инулином получают мягкое и менее хрупкое печенье [19]. Использование стевии в виде экстрактов позволяет не только полностью или частично заменить сахар в печенье различных рецептур [18, 20, 23, 24], но и благодаря своему богатому биохимическому составу оказывать благотворное влияние на здоровье, особенно при лечении диабета, ожирения, гипертонии, онкологии и микробных инфекций [18, 25, 26]. Гликозид стевиол, обуславливающий сладость стевии в 100–300 раз слаще сахарозы, позволяет использовать стевию в рецептурах печенья, добиваясь избежать нежелательного послевкусия стевии [25]. С другой стороны, использование экстракта стевии снижает прочность печенья и повышает активность воды, поэтому некоторые исследователи [19] предлагают использовать стевию совместно с наполнителями. Например, стевия вместе с наполнителем «Benefiber» позволяет заменить 66% сахара в овсяном печенье без изменения его органолептических показателей. При этом в печенье увеличивается количество пищевых волокон на 289%. Улучшению качества печенья со стевией способствует совместное ее использование с топинамбуром, причем увеличение количества топинамбура позволяет снизить количество стевии до 0,7% [23].

В качестве жировых компонентов в печенье чаще всего используют маргарин, но существующая опасность содержания в них трансизомеров жирных кислот привела к необходимости использования растительных жиров [4, 27–29]. Жидкие растительные масла могут оказывать негативное влияние на физические характеристики печенья, поэтому предлагается использовать их в сочетании со стабилизаторами, в роли которых могут выступать цитрусовые волокна [4]. Разработаны [30] специальные комбинированные гели, состоящие из смеси масла канолы / канделильского олеогеля (5 г/100 г.) и гидрогеля клейстеризован-ного кукурузного крахмала (5 г/100 г.) в соотношении 1:1. Перспективным жировым компонентом считают красный пальмовый олеин, полученный из масла плодов гибридной пальмы Elaeis oleifera x Elaeis. Гвинейской с повышенным содержанием каротинов и токотри-енолов, обеспечивающих антиоксидантные свойства печенья, сохранность которых при выпечке составляет 92–100% [31].

Цель работы – изучить влияние порошка стевии на качество безглютенового печенья при полной замене сахара в рецептуре в зависимости от использования различных жировых компонентов.

Материалы и методы

Для исследований была выбрана рецептура безглютенового печенья из песочного теста, изготовленного с использованием рисовой и кукурузной муки (40/60), сахара, маргарина, яйца куриного, соли пищевой и разрыхлителя, которая явилась контролем.

Второй вариант рецептуры отличался использованием масла подсолнечного рафинированного дезодорированного в качестве жирового компонента вместо маргарина. Опытные образцы безглютенового печенья вырабатывались по той же рецептуре, но вместо сахара использовали порошок стевии в различных количествах: 1,0; 2,0; 3,0%. Минимальный уровень стевии был определен из расчета: сладость 1 г стевии соответствует 20 г. сахарозы [26]. Для стабилизации структуры и консистенции безглютенового печенья с подсолнечным маслом и порошком стевии использовали гуаровую и ксантановую камеди в количествах 1,0; 2,0; 3,0% от количества жирового компонента.

Для приготовления теста жировой компонент смешивали с сахаром или порошком стевии, куриным яйцом, солью и разрыхлителем, перемешивали с помощью лабораторного миксера в течение 20 мин. Затем добавляли муку и продолжали замес до получения однородной массы. Формовку печенья осуществляли после раскатывания теста в виде листа. Выпечку печенья осуществляли при температуре 180ºС в течение 20–22 минут.

Оценку качества контрольных и опытных образцов печенья каждой выпечки проводили в трехкратной повторности по органолептическим показателям, физическим характеристикам (диаметр, толщина), массовой доли влаги, намокаемости, прочности.

Размеры печенья измеряли штангенциркулем. Диаметр каждого печенья измеряли дважды перпендикулярно для получения среднего диаметра. Массовую долю влаги определяли по ГОСТ 5900–2014, намокаемость – по ГОСТ 10114–80. Измерение прочности – на анализаторе структуры «Структурометр СТ-2».

Результаты и обсуждение

На первом этапе подбирали количество порошка стевии в рецептуре безглютенового печенья с маргарином (30%) при полном отсутствии сахара. Контролем служило безглютеновое печенье с сахаром (20%).

Преобладание кукурузной муки в составе безглютеновой муки придавало печенью желтый цвет, но не отражалось на вкусе и запахе, который был сладковатый, характерный для печенья. Поверхность печенья была гладкой без трещин и вздутий, форма – круглая, плоская. При использовании порошка стевии вместо сахара форма и состояние поверхности не изменились, но печенье стало тоньше на 1 мм и имело тенденцию к увеличению диаметра, хотя изменения не были статистически значимы (таблица 1). Уменьшение толщины безглютенового печенья происходит также при 100%-ной замене сахара инулином [19].

Таблица 1.

Влияние порошка стевии на показатели качества безглютенового печенья с маргарином

Table 1.

Effect of stevia powder on the quality indicators of gluten-free margarine cookies

Количество стевии, % The amount of stevia,%	Показатели | Indicators
	толщина, мм thickness, mm	диаметр, мм diameter, mm	влажность, % moisture, %	намокаемость, % swelling, %	прочность, г strength, g
Контроль | Control	5,0 ± 0,2	62,0 ± 2,0	4,60 ± 0,16	151,60 ± 2,20	1595,9 ± 38,2
1	4,0 ± 0,3	62,6 ± 2,7	5,26 ± 0,10	144,06 ± 1,45	741,5 ± 35,1
2	4,0 ± 0,4	63,2 ± 2,3	5,49 ± 0,10	142,87 ± 2,10	716,3 ± 32,2
3	4,0 ± 0,2	63,5 ± 2,9	5,77± 0,15	141,98 ± 2,00	682,0 ± 32,0

Вкус печенья имел характерную специфическую сладость стевии, которая была слабовы-раженной при использовании порошка стевии в количестве 1,0% и усиливалась с увеличением его количества, достигая легкого горьковатого привкуса при 3,0%. При этом отсутствовало влияние порошка стевии на запах печенья.

Более значительно порошок стевии повлиял на влажность печенья, повысив ее в 1,14–1,25 раз по сравнению с контролем. О влиянии стевии на повышение активности воды в овсяном печенье указывают Salazar с соавторами [18], отмечая при этом снижение прочности печенья в 3 раза. Исследуемые опытные образцы безглютенового печенья со стевией снизили прочность более чем в 2 раза. При этом намокае-мость печенья со стевией снизилась на 5,2–6,8%.

Замена жирового компонента на подсолнечное масло в том же количестве, что и маргарин (30%) для получения теста для печенья не дала положительных результатов. Тесто крошилось, и добиться его однородности было невозможно. Основываясь на литературных данных [4] количество подсолнечного масла было уменьшено до 20%, что позволило получить однородное тесто для безглютенового печенья с сахаром. В отличие от образцов печенья с маргарином (контроль) печенье с растительным маслом было тоньше, но практически такого же диаметра (таблица 2). Растительное масло, имея жидкую консистенцию, легче проникало в структуру муки и за счет высокой жироудерживающей и эмульгирующей способности преобладающей в ее составе кукурузной муки [32], препятствовало испарению воды при выпечке. В результате влажность контрольных образцов печенья с растительным маслом была выше, чем в контроле с маргарином на 1,2%. Похожие результаты были получены Perez-Santana M.

с соавторами [31]. При выпечке печенья с вы-сокоолеиновым олеином из масла красной пальмы его влажность была больше на 1–2% по сравнению с печеньем с традиционным олеином. Несмотря на использование меньшего количества растительного масла на 10% по сравнению с количеством маргарина в исследуемых образцах печенья, их намокаемость в воде увеличилась на 4,8%. При этом печенье стало более хрупкое, уменьшив значения прочности в 1,5 раза

Таблица 2.

Влияние порошка стевии на показатели качества безглютенового печенья с подсолнечным маслом

Table 2.

The effect of stevia powder on the quality indicators of gluten-free cookies with sunflower oil

Количество стевии, % The amount of stevia,%	Показатели | Indicators
	толщина, мм thickness, mm	диаметр, мм diameter, mm	влажность, % moisture, %	намокаемость, % swelling, %	прочность, г strength, g
Контроль | Control	4,0 ± 0,2	61,0 ± 1,2	5,80 ± 0,22	156,40 ± 1,62	1032,8 ± 26,4
1	3,8 ± 0,1	63,0 ± 1,5	5,09 ± 0,18	152,24 ± 1,30	572,4 ± 21,2
2	3,6 ± 0,1	64,3 ± 1,8	5,10 ± 0,19	151,00 ± 1,40	–
3	3,5 ± 0,2	65,0 ± 1,8	5,59 ± 0,20	149,88 ± 1,41	–

При использовании порошка стевии вместо сахара в печенье с подсолнечным маслом оно становилось тоньше и шире. Увеличение его диаметра составило 2–4 мм, а влажность снижалась на 4,4–13,9%, что принципиально отличало его от аналогичного печенья со стевией и маргарином. Динамика намокаемости печенья в воде была аналогичной, но уменьшение значений в зависимости от количества стевии в рецептуре были не такими выраженными. Так, в печенье с маргарином порошок стевии снизил значения намокаемости на 5,2–6,8%, а с растительным маслом – на 2,7–4,3%.

Наибольшее влияние порошок стевии оказал на прочность печенья, уменьшив ее почти в 2,2 раза при количестве порошка 1,0% (таблица 2). При большем количестве порошка стевии в рецептуре песочного печенья с растительным маслом оно становилось настолько хрупким, что буквально крошилось в руках, поэтому его прочность измерить было невозможно. Динамику снижения прочности печенья с одновременным повышением его хрупкости под влиянием сахарозаменителей – мальтита и инулина в разных соотношениях было установлено Стрелковой А.К. с соавторами [19].

Улучшить качество безглютенового печенья возможно за счет использования структуро-образователей, в качестве которых используют различные камеди [9, 11, 15, 33] или другие ингредиенты с высокой водопоглотительной способностью – цельнозерновую муку, цитрусовые волокна, карбоксиметилцеллюлоза [1, 2, 19]. В зависимости от вида структурообразо-вателя и их количества качество печенья значительно различается. Например, камеди акации, трагаканта, гуаровой и ксантановой в количестве 1,0% повышают влажность печенья из гречневой муки, которое характеризуется большей толщиной, массой и сниженной прочностью [9]. Экструзионная кукурузная мука из цельного зерна за счет ее более высокой водопоглотительной способности приводит к увеличению диаметра и толщины печенья, коэффициент расплываемо-сти (отношение среднего диаметра к толщине) увеличивается на 18%, снижается прочность печенья в 1,6 раза по сравнению с традиционной кукурузной мукой [2]. Особенно это актуально при использовании в рецептуре печенья жидких растительных масел. Так, при использовании жидкого растительного масла в смеси с клей-стеризованным крахмалом улучшается дисперсия жировой фракции, что препятствует растеканию теста при формовании и позволяет получать более компактное, но нежное печенье с меньшей твердостью [30]. Использование 1% цитрусовых волокон сохраняет формоустойчивость теста и печенья из гречневой муки с жидким растительным маслом [19].

Для повышения качества безглютенового печенья с порошком стевии и подсолнечным маслом использовали гуаровую и ксантановую камеди в разных количествах (таблица 3). В основном камеди в составе печенья используют в количестве 0,5–1,0%, но возможно ее использование в более высоких концентрациях [9, 11, 28, 34]. Mudgil D. [33] установили, что наиболее лучшее качество печенья сформировалось при использовании частично гидролизованной гуаровой камеди в количестве 2,21%. Добавление камедей в жидкое растительное масло формирует гели, препятствующие растекаемости теста [28].

Таблица 3.

Влияние гуаровой и ксантановой камедей на качество безглютенового печенья с порошком стевии 1,0% и подсолнечным маслом

Table 3.

The effect of guar and xanthan gums on the quality of gluten-free cookies with stevia powder 1,0% and sunflower oil

Вид камеди Type of gum	Количество камеди, % Аmount of gum, %	Показатели | Indicators
		толщина, мм thickness, mm	диаметр, мм |diameter, mm	влажность, % moisture, %	намокаемость, % swelling, %	прочность, г strength, g
Гуаровая	1,0	6,0 ± 0,2	63,5 ± 0,2	7,19 ± 0,30	177,30 ± 1,80	1210,9 ± 28,5
камедь	2,0	6,8 ± 0,2	64,4 ± 0,3	7,31 ± 0,25	178,70 ± 0,95	1153,6 ± 33,4
Guar gum	3,0	7,3 ± 0,1	65,2 ± 0,3	7,53 ± 0,20	180,01 ± 1,30	1073,1 ± 30,2
Ксантановая	1,0	6,9 ± 0,3	64,0 ± 0,1	7,42 ± 0,28	181,23 ± 0,80	1169,5 ± 20,4
камедь	2,0	7,8 ± 0,5	64,9 ± 0,2	7,64 ± 0,15	182,04 ± 1,75	1078,8 ± 25,0
Xanthan gum	3,0	8,2 ± 0,2	65,8 ± 0,2	7,97 ± 0,12	182,80 ± 1,14	1005,2 ± 19,5

Результаты исследований показали, что добавление гуаровой или ксантановой камедей в количестве от 1 до 3% в печенье со стевией и подсолнечным маслом приводило к увеличению их толщины. Причем ксантановая камедь показала более существенное влияние на толщину печенья с порошком стевии, увеличив ее от 1,8 до 2,1 раза, тогда как гуаровая камель – от 1,6 до 1,9 раз. Это связывают с большей молекулярной массой ксантановой камеди, чем гуаровой камеди, и было показано в исследованиях безглютенового печенья из гречневой муки с добавлением камедей разной молекулярной массы [9]. Камеди формируют рыхлую и мягкую микроструктуру печенья за счет его развитой пористости, что доказано исследованиями с помощью электронной сканирующей микроскопии [11, 34]. Это оказывает влияние в некоторой степени на диаметр печенья, хотя в опытных образцах его диаметр вырос незначительно – максимально на 2,8 мм. В большей степени использование камедей сказывается на прочности печенья. Добавление камедей в количестве 1% приводит к резкому увеличению прочности печенья (таблица 3), которая становится сравнима с прочностью печенья до добавления порошка стевии (таблица 2). Но увеличение количества камеди более 1,0% в рецептуре печенья, как гуаровой, так и ксан-тановой, начинает снижать значения прочности. При увеличении количества гуаровой камеди от 1 до 3% значения прочности печенья снизились на 12,8%, а ксантановой – на 16,3%. Кроме того, камеди повышают влажность и намо-каемость безглютенового печенья, значения которых имеют незначительную тенденцию к возрастанию с увеличением количества камеди более 1,0%.

Заключение

Для разработки безглютенового печенья без сахара из песочного теста из смеси муки рисовой и кукурузной (40/60) использовали порошок стевии в различных количествах: 1,0; 2,0; 3,0%. Качество разрабатываемого печенья зависело от вида жирового компонента (маргарин или растительное масло) и количества порошка стевии.

Добавление порошка стевии в безглюте-новое печенье с маргарином практически не оказало влияния на размеры печенья, но увеличило его влажность, снижая при этом значения намокаемости и прочности. Увеличение количества стевии более 1% в рецептуре печенья придавало ему более выраженную специфическую сладость стевии вплоть до горечи, и большее влияние на динамику физикохимических показателей качества.

Добавление порошка стевии в безглюте-новое печенье с растительным маслом привело к необходимости уменьшения количества жирового компонента, формированию печенья расплывчатой формы и очень хрупкой текстуры, снижая его влажность, намокаемость и прочность. Для повышения его качества можно использовать гуаровую и ксантановую камеди, которые позволяют получить более мягкое печенье, большей толщины, влажности и намокаемости, стабилизировать прочность, которая становится сравнима с печеньем с сахаром. Увеличение количества камеди более 1% приводит к большим изменениям показателей качества печенья, и зависит от вида камеди, что более выражено при использовании ксантановой камеди.

Вкус и запах безглютенового печенья не зависел от жирового компонента, а формировался в зависимости от количества порошка стевии. Основным критерием качества безглютенового печенья с порошком стевии в количестве 1,0% стало минимальная специфическая сладость.