Возможности использования аквафабы как заменителя куриного белка при производстве бисквита

На сегодняшний день все большее распространение получает концепция здорового питания. Она основана на идее о том, что пища должна отвечать требованиям натуральности и безопасности, а также покрывать энергетические потребности организма [1].

Важнейшим источником энергии для человеческого организма является белок. Он участвует в формировании клеток, в образовании волос и ногтей, способствуют ускорению биохимических реакций и обеспечивают защиту от вирусов и микроорганизмов. Дефицит белка в организме может приводить к таким последствиям, как головные боли, снижение интеллектуальной активности, слабость в мышцах, потеря веса, нарушения в работе желудочно-кишечного тракта, отечность и др. У детей недостаток белка чреват возникновением дистрофии, замедлением роста, физического и интеллектуального развития [2].

Одним из источников белка, используемых в пищевой промышленности, является яичный белок, или альбумин. Яичный белок используется при изготовлении хлебобулочных изделий, майонезов, коктейлей, пудингов, соусов, безе, пирожных и других продуктов. Использование яичного белка обусловлено его способностью к образованию пены и удержанию сахара. В рецептуры яичный белок обычно вносится в виде порошка [3, 4].

Однако число людей с проявлениями аллергии на яичный белок возрастает с каждым годом, особенно часто аллергические реакции отмечаются у детей младшего возраста [5, 6]. Примерно у 2% детей в возрасте до пяти лет имеются проявления аллергической реакции к куриному яйцу [7]. Первичными признаками такой сенсибилизации у детей могут быть кожные реакции в виде атопического дерматита, заложенность носа, тошнота, в дальнейшем развиваются другие болезни, в том числе бронхиальная астма.

Куриный белок содержит четыре аллергена: овальбумин, овотрансферрин, лизоцим и овомукоид. Последний обладает самой сильной аллергической активностью, более того овомукоид стабилен к термической обработке и к действию ферментов пищеварительного тракта [6, 8].

Другим фактором, обусловливающим поиск и использование растительных белковых заменителей куриного белка, является увеличение количества людей-веганов. Веганство – это философия жизни, полностью исключающая любую эксплуатацию животных и употребление в пищу продуктов животного происхождения. Поэтому данная категория людей отказывается от традиционных для многих продуктов питания, таких как хлебопекарные, кондитерские, кулинарные изделия, майонезные соусы и др. по причине наличия в их составе куриного яйца.

Также надо отметить возрастающую конкуренцию на рынке производителей пищевых продуктов, каждый из которых стремится произвести что-то новое и уникальное. Этот факт также порождает попыткиввестиврецептурытрадиционныхпродуктовновыекомпоненты. В связи со всем вышеперечисленным проблема поиска растительных аналогов куриного яйца является актуальной и практически значимой.

Известно, что отвар бобовых культур, называемый «аквафабой», имеет свойства аналогичные куриному белку и может служить его аналогом при производстве безе, зефира, мороженого, майонеза, сыра, выпечки и многих других продуктов питания.

Куриный белок, желток и яйцо в целом обладают отличными эмульгирующими и пенообразующими способностями. Свойства аквафабы стали известны в 2014 году, когда была предпринята попытка использовать жидкость от консервированного нута для замены яиц при изготовлении вегетарианской меренги [9, 10].

Аквафаба является заменителем яичного белка благодаря ее способности к пенообразованию. Некоторые авторы рассматривают возможность применения консервированной аквафабы из нута в качестве альтернативы для яичного белка в веганских продуктах. В исследовании T. G. Buu, T. Q. L. Pham и N. Nguyen оценивалось влияние некоторых параметров обработки, таких как соотношение нута и воды для варки, pH морской соли, сахара и ксантановой меди на пеноемкость, стабильность пены, вязкость воды для варки аквафабы. 100 г сушеного нута замачивали в 400 мл воды на протяжении 8–10 часов. После этого его отваривали в воде в течение 45 минут. Впоследствии воду, используемую для варки нута, охлаждали до комнатной температуры и отделяли от приготовленных бобовых с помощью сита из нержавеющей стали и замораживали. Далее замороженную воду хранили при комнатной температуре до полного таяния. В чашу поместили 100 мл нутовой фабы. pH варочной воды регулировали при помощи лимонной кислоты и морской соли. Смесь взбивали миксером в течение 10 минут. В качестве контроля были использованы взбитые сливки, изготовленные из яичного белка. Согласно полученным результатам, сушеный нут содержит большое количество альбуминов и глобулинов, которые могут способствовать пенообразованию. Доказано, что нут содержит сапонины, которые играют важную роль в образовании пены. Эти соединения были экстрагированы и диспергированы в воде для приготовления пищи. На стабильность пены оказывают влияние уровень pH, концентрация сахарозы и ксантановая медь. Совместное использование сахарозы и ксантановой меди обладает высоким потенциалом в улучшении свойств пенного крема, поэтому может быть использовано в качестве замены яичного белка при изготовлении холодных десертов. Таким образом, согласно полученным результатам, использование аквафабы может являться хорошей альтернативой для замены яичного белка при приготовлении веганских тортов и десертов [11].

J. Stasiak, D. Stasiak и J. Libera был изучен потенциал аквафабы как структурообразующей добавки в технологии пищевых продуктов растительного происхождения. Авторы рассматривают использование отходов бобовых как ответ производителей продуктов питания на нужды потребителей, для которых особенно важна защита окружающей среды. Аквафаба может использоваться при изготовлении кондитерских и хлебобулочных изделий, поскольку позволяет получить желаемые органолептические свойства и текстуру. Так, аквафаба может использоваться для изготовления меренги, крекеров, муссов, хлеба, выпечки и веганских заменителей молочной продукции. Перспективной областью применения аквафабы является 3D-печать продуктов питания за счет ее специфических структурообразующих свойств. Авторы также рассматривают возможность применения аквафабы при изготовлении макаронных изделий и в рецептах продуктов животного происхождения. Однако, по мнению исследователей, для эффективного использования аквафабы необходимо стандартизировать процесс ее производства [12].

В работе G. N. Yazici, T. Taspinar и M. S. Ozer отмечается, что использование аквафабы в пищевой промышленности дает возможность снизить нагрузку на окружающую среду за счет переработки побочных продуктов в пищевые ингредиенты. Так, аквафаба является экологически чистым ингредиентом с чистой этикеткой для устойчивого производства продуктов питания и экономики замкнутого цикла. В то же время, авторы также отмечают, что существует необходимость в дополнительных исследованиях сырых семян, изучение ее влияния на качество конечных безглютеновых и немолочных пищевых продуктов [13].

Цель исследования заключается в изучении органолептических и пенообразующих свойств аквафабы различного происхождения, а также возможностей использования аквафабы как заменителя куриного белка при производстве бисквита.

Материал и методика

Исследования были проведены в лаборатории кафедры биотехнологиии и пищевых продуктов Уральского ГАУ. В качестве объекта исследования была выбрана аквафаба, полученная от консервированного горошка (Pisum) торговой марки «Bonduelle», сублимированный отвар нута (Cicer arietinum) «Аквафаба» «Easy Product» промышленного производства, свежий отвар нута (Cicer arietinum), произведенного ООО «Компания «Ангстрем Трейдинг». Таблица 1 содержит технологию приготовления исследуемых аквафаб.

Таблица 1 – Технология приготовления растворов аквафабы

Наименование	Способ получения
Аквафаба из банки консервированного горошка*	После вскрытия банки жидкость профильтровали в отдельную емкость
«Аквафаба» сублимированная**	К 15 г порошка добавляли 180 мл теплой воды (t = 35–40о C), доводили до однородности перемешиванием

Отвар нута***

100 г нута залили 500 мл воды, оставили для набухания на 9 ч. После этого воду слили, нут промыли и взвесили для расчета необходимого количества воды при варке. Полученные 189 г набухшего нута поместили в кастрюлю, куда добавили 756 мл воды (гидромодуль 1:4). Варили нут в течении 2 ч. После варки крупу с отваром оставили остывать, далее отвар профильтровали в отдельную емкость и измерили его вес, который составил 102 г, или 86 мл

* Аквафаба 1, ** Аквафаба 2, *** Аквафаба 3.

Органолептические характеристики оценивались дегустационной комиссией по основным показателям (цвет, запах, вкус), титруемую кислотность определяли согласно ГОСТ ISO 750-2013, содержание сухих веществ – по ГОСТ 54607.4-2015, используя основной метод, пенообразующую способность – взбиванием миксером Vitek VT-1408 на 5-скоростном режиме. Кратность пены рассчитывали по формуле:

КП=Vп/(Vн), где Vп – объем полученной пены, мм3;

Vп – объем жидкости до взбивания, мм3.

Устойчивость пены (%) определяли спустя три часа после взбивания, проводя расчет по формуле:

УП=(Vп/Vр)×100, где Vп – объем полученной пены, мм3;

Vр – объем пены после разрушения, мм3.

На основе полученных растворов аквафаб были приготовлены опытные образцы бисквитного теста, где куриные яйца полностью заменены аквафабами 1, 2 и 3. В качестве контрольного образца был выпечен бисквит, рецептура которого включала 4 куриных яйца, 120 г сахара, 120 г муки пшеничной высшего сорта. В рецептурах опытных образцов куриные яйца были заменены на 200 мл растворов аквафаб. Куриные белки и аквафабы взбивались в течении 15–30 минут до появления устойчивой пены и характерного рисунка на ее поверхности. Бисквит выпекался в печи ПКЭ-4Э при температуре 180 0С в течении 20–25 мин. Органолептические показатели оценивались спустя 8 часов после выпечки бисквитов.

Результаты исследований

Таблица 2 содержит результаты оценки растворов аквафаб по органолептическим показателям.

Таблица 2 – Результаты органолептической оценки аквафаб

Показатель Аквафаба 1 Аквафаба 2 Аквафаба 3

Цвет	прозрачный, с легким зеленым оттенком	мутный, желтоватозеленый	мутный, с желтым оттенком
Запах	консервированного горошка, приятный	кисловатый	вареного нута, приятный
Вкус	характерный горошку, сладковатый	характерный нуту, с небольшой кислинкой	характерный нуту
Консистенция	вязкая жидкость	жидкая	вязкая жидкость
Количество баллов (1-5)	5	4	5

Наибольшее количество баллов набрали образцы аквафаб 1 и 3. У аквафабы 2 наблюдался кисловатый запах и вкус, за счет чего была снижена оценка.

Данные о титруемой кислотности различных растворов аквафаб представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Титруемая кислотность образцов аквафаб, 0Т

Данные рисунка показывают, что самая высокая кислотность отмечена у жидкости из банки консервированного горошка – 0,35 0Т, остальные образцы показали кислотность на уровне 0,3 0Т.

На рисунке 2 приведено содержание сухих веществ в растворах изучаемых аквафаб.

Рисунок 2 – Содержание сухого вещества образцах аквафаб, %

Представленный рисунок наглядно иллюстрирует, что больше всего сухих веществ отмечено у аквафабы 1, что вероятнее всего связано с другими компонентами, входящими в рецептуру продукта. В аквафабах 2 и 3 массовая доля сухих веществ составила 6 и 5 % соответственно.

Для полноценной оценки образцов аквафабы как заменителя куриного яйца была исследована их пенообразующая способность, а также кратность и устойчивость пены, данные представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Показатели пенообразующих свойств образцов

Показатель	Пенообразующая способность, %	Кратность пены	Устойчивость пены, %
Аквафаба 1	639,1	6,80	87
Аквафаба 2	617,8	5,90	79
Аквафаба 3	598,6	4,70	83

Самый высокий показатель кратности пены (6, 8) отмечен у Аквафабы 1. Этот же образец показал самый высокий показатель устойчивости пены – 87 %. Образец Аквафабы 2 показал самые низкие пенообразующие показатели – пена образовывалась медленно, что увеличило продолжительность взбивания на 10 мин, и составила 30 мин. На образование устойчивой пены остальных образцов было потрачено около 20 мин.

После изучения свойств аквафаб приступили к выпечке образцов бисквита. Тесто замешивали строго по методике, стараясь не разрушить структуру пены. Спустя 8 ч после выпечки оценили органолептические показатели бисквитов на аквафабе и сравнили с бисквитом, выпеченным по классической рецептуре (табл. 4).

Таблица 4 – Органолептические показатели бисквита

Показатель	Бисквит с Аквафабой 1	Бисквит с Аквафабой 2	Бисквит с Аквафабой 3	Бисквит классический
Вкус	Сладкий, приятный, без постороннего привкуса	Сладкий, с лёгким химическим привкусом	Сладкий приятный, без посторонних привкуса	Сладкий, приятный, без посторонних привкуса
Цвет	Светлокремовый, равномерный	Бледножелтый, равномерный	Кремовый, равномерный	Золотистый, равномерный
Запах	Приятный, с легким ароматом вареного горошка	Приятный, легкий кисловатый	Приятный, без посторонних запахов	Приятный, яичный
Итоговая оценка	4	3	5	5

Бисквит с Аквафабой 2 получил минимальные оценки по органолептическим показателям. Данный бисквит обладал присущей раствору аквафабы кислинкой и легким химическим запахом. Однако надо отметить, что структура мякиша отмечена экспертами как пористая, равномерная, без непропеченных участков. Корка неровная, без разрывов.

Бисквит с Аквафабой 1 оценен комиссией как хороший, с золотистой ровной коркой и мелкопористой структурой мякиша. При оценке запаха был отмечен легкий запах вареного горошка, но на вкусовые качества это влияния не оказало.

Самую высокую оценку получил бисквит с Аквафабой 3. Эксперты отметили золотистую гладкую корку, мелкопористый кремовый, равномерно пропеченный, влажный мякиш, а также приятный сладкий вкус и аромат.

Выводы

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что аквафабу возможно использовать как заменитель яиц при производстве бисквитных изделий для людей с сенсибилизацией к куриному белку, а также веганов.

В ходе исследований установлено, что лучшими пенообразующими свойствами обладал отвар нута, по этим показателям он приближался к куриному яйцу. Приготовленный из Аквафабы 3 бисквит был высоко оценен экспертной комиссией и набрал максимальное количество баллов. Другие образцы аквафаб требуют корректировки по вносимым количествам. В связи с тем, что в рамках работы определялось только содержание сухих веществ без учета их состава, дальнейшим направлением исследований можно определить более детальный анализ химического состава аквафаб и изучение его компонентов на пенообразование в системах.