Анализ качества и биологическая ценность машевой муки как потенциального сырья для хлебопекарного производства

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлены результаты сопоставительного анализа основных показателей качества и биологической ценности машевой муки с таковыми у пшеничной муки I и II сорта. Обосновано целевое назначение данного вида муки как белкового обогатителя пшеничных сортов хлебных изделий. Подтверждена эффективность предварительной специальной  обработки бобов маша, а именно шелушение или проращивание, для увеличения массовой доли белков в муке из них. Данная обработка позволит повысить биологическую ценность хлеба без увеличения установленной для зернобобовых дозировки муки (не более 10,0% к массе муки в тесте) и ухудшения потребительских достоинств готовой продукции.  Доказана целесообразность использования машевой муки для повышения пищевой и биологической ценности  хлеба и хлебобулочных изделий.

ABSTRACT

This article illustrates the results of a comparative analysis of the main indicators of quality and biological value of mung bean flour with those of wheat flour grades I and II. The purpose of this type of flour as a protein fortifier of wheat varieties of bread products is justified. The effectiveness of pre-special processing of Mung bean beans, namely peeling or sprouting, to increase the mass fraction of proteins in the flour from them has been confirmed. This processing will increase the biological value of bread without increasing the established dosage of flour for legumes (no more than 10.0% by weight of flour in the test) and deterioration of the consumer advantages of the finished product. The expediency of using mung bean flour to increase the nutritional and biological value of bread and bakery products is proved.

Ключевые слова: маш, машевая мука, цельносмолотая машевая мука, мука из шелушенного или пророщённого маша, мука пшеничная сортовая, качество, биологическая ценность, хранение. 

Кeywords: Mung bean, mung bean flour, whole-ground mung bean flour, flaked or sprouted mung bean flour, wheat flour, quality, biological value, storage.

В последние время всё большее влияние на здоровье людей оказывают качество и структура питания. На первый план выходят следующие нарушения пищевого статуса: дефицит животных белков, достигающий 15,0…20,0% от установленных FAO/WHO норм, а также выраженный дефицит пищевых волокон, витаминов, макро- и микроэлементов. Увеличение численности населения планеты уже сегодня позволяет прогнозировать прогрессирующий дефицит особенно белковой пищи, так как традиционные технологии выращивания животных и микробиологический синтез белков не способны обеспечить получение белка в надлежащем количестве и заданного качества. Следовательно, резко возрастает значение природных растительных источников белков, как особо удобных и экономически выгодных объектов. Особый интерес для учёных, аграриев и производителей продуктов питания представляют как традиционные, так и нетрадиционные виды бобовых культур [1, с.32-35; 2, с.39-41; 3, с.58-62; 4, с.91-92]. 

Примером последних является маш или бобы мунг, или люй-дау, фасоль азиатская или золотистая (лат.Vigna radiate) – однолетнее травянистое растение; вид рода Вигна семейства бобовые (зернобобовая культура) [5].

В работе использовали маш сортов Durdona (NM – 94) 2011 и  «Zilola (VC 1178) 2008, созданные Узбекским научно-исследовательским институтом растениеводства в рамках Исследовательской программы КГМСХИ (ИПК) «засушливые системы». Маш является весьма распространённой бобовой культурой, широко применяемой в рационе питания населения Узбекистана и других стран Центральной Азии.

Цель исследования заключалась в изучении основных показателей качества и биологической ценности машевой муки для дальнейшего использования её в качестве белкового обогатителя хлеба и хлебобулочных изделий из муки пшеничной I и II сортов.

Объекты исследования:

• мука машевая цельносмолотая (из бобов натуральных, не подвергнутых предварительной специальной обработке);
• мука из шелушённых (очищенных от оболочечных частиц) бобов маша;
• мука из пророщённых бобов маша;
• мука пшеничная I сорта;
• мука пшеничная II сорта.

Отбор проб маша для получения муки производили по ГОСТ 13586.3-83. Для диспергирования бобов использовали лабораторную  мельницу ЛЗМ. Отбор проб муки производили по ГОСТ 27668-88.

В муке определяли органолептические, физико-химические (влажность, эквивалентный диаметр и форма частиц) и технологические (насыпная плотность, угол естественного откоса, сыпучесть, водопоглотительная способность) свойства по общепринятым методикам [6] и соответствующим стандартам.

Массовую долю белка определяли нефелометрическим методом по ГОСТ 10846-91; аминокислотный состав – с применением аминокислотного анализатора по ГОСТ 32195-2013 (ISO 13903:2005); массовую долю триптофана – по ГОСТ 13496.21-2015. Биологическую ценность белков определяли расчётно-аналитическим методом по методике, разработанной Н.Н. Липатовым и И.А. Роговым [7, с.11-14]. Образцом сравнения служил эталонный белок  по FAO/WHO. ВСАА аминокислоты – по руководствам [8; 9], показатель DIAAS - по методике, описанной в источниках [10; 11,с.577-580].  

При хранении муки определяли кислотное число жира (КЧЖ) по ГОСТ 31700-2012,  дегустацию проводили в соответствии с усовершенствованной методикой [12, с.50-53] и уточнённой бальной оценкой [13, с.61-63].

Установлено, что по типовому составу бобы исследуемых сортов маша относятся к II типу I подтипу и по основным показателям качества соответствуют требованиям ГОСТ 7758-75 и ГОСТ ISO 5526-2015, по эколого-токсикологическим показателям - СанПиН  №0366-19.

Принятая в качестве образца сравнения (контроль) мука пшеничная I и II сортов отвечала требованиям ГОСТ 26574-85 и O'z DSt 1313:2009.

Результаты исследования представлены на рисунках 1,2 и в таблицах 1-4.

По внешнему виду опытные образцы машевой муки не имели между собой существенных различий, однако в цельносмолотой муке (в дальнейшем МЦС) и  муке из пророщённых бобов маша (МПМ), в отличие муки из шелушённых бобов (МШМ) не вооружённым глазом были видны мелкие частицы не размолотых оболочек (рис.1).

Таблица 1.

 Органолептические показатели качества муки из маша

Из данных таблиц  1 и 2 можно сделать закономерные выводы о том, что предварительное (перед измельчением) удаление оболочечных частиц способствует получению относительно высокодисперсного продукта с хорошей сыпучестью (угол естественного откоса в пределах 31…35 град) и приятным жёлтым цветом. Степень сыпучести  остальных образцов характеризовалась как удовлетворительная согласно ОФС.1.4.2.0016.15  (угол естественного откоса в пределах 36…45 град). Показатель водопоглотительной способности исследуемых образцов муки был близок к аналогичному показателю муки пшеничной обойной (60,0%).

Таблица 2.

 Физико-химические и технологические характеристики

муки из маша

В исследуемых образцах машевой муки доминировали частицы пластинчатой формы (длина и ширина больше толщины), меньшая часть имела изодиаметрическую (симметричные, равноосные) форму, что обусловлено анатомо-морфологическими особенностями бобов маша.

Гранулометрический состав исследуемых образцов машевой муки изображён на рисунке 2.

Рисунок 2. Гранулометрический состав муки: 

1 – пшеничной II сорта; 2 – МЦС; 3 – МШМ; 4 – МПМ

Установлено, что  гранулометрический  (фракционному)  состав всех образцов машевой муки относительно однороден, так средние значения размеров частиц доминирующей фракции (85,4…95,8%) не превышают 200 мкм, имеют размеры более 200 мкм в среднем 4,2…14,6% от общего объёма муки. Для сравнения использовали гранулометрический состав муки пшеничной II сорта, 98,0% частиц которой не превышают 200 мкм и 2,0% от общего объёма муки – более 200 мкм  (рис.2).

По гранулометрическому составу наиболее близкой к муке пшеничной II сорта была мука из шелушенного маша (МШМ), что вполне закономерно, так как наиболее трудно измельчаемыми являются оболочечные частицы, которые в данном случае были предварительно удалены. В прочем и другие образцы машевой муки не существенно отличались от образца сравнения.

Далее определяли содержание незаменимых аминокислот (НАК) и качество белка в опытных и экспериментальных образцах муки.

Аминокислотный состав исследуемых образцов муки представлен в таблице 2, матрица ранжирования муки по расчётным показателям качества белка (по убывающей, то есть, чем выше ранг, тем ниже качество белка) – в таблице 3.

Таблица 3.

Содержание незаменимых аминокислот в муке

Анализ полученных данных показал, что в муке пшеничной I и II сорта минимальной лимитирующей аминокислотой является лизин, АКС соответственно, 42 и 49% (табл.2), что соответствует признанным нормам [14, с.375-377].

В образцах машевой муки минимальное значение АКС у суммы метионина и цистина (от 57 до 89%).

По сумме НАК белок опытных образцов машевой муки превышает аналогичное значение в «идеальном» белке (36,0 г/100 г белка) от 1,6  (МЦС) до 13,0 г/100 г белка (МПМ).

Таблица 4.

Матрица ранжирования муки по показателям качества белка

Анализ полученных данных показал, что в муке пшеничной I и II сорта минимальной лимитирующей аминокислотой является лизин, АКС соответственно, 42 и 49% (табл.2), что соответствует признанным нормам [Ауэрман, с.375-377]. В образцах машевой муки минимальное значение АКС у суммы метионина и цистина (от 57 до 89%).

По сумме НАК белок опытных образцов машевой муки превышает аналогичное значение в «идеальном» белке (36,0 г/100 г белка) от 1,6 (МЦС) до 13,0 г/100 г белка (МПМ).

ВСАА (branched- chain amino acids) аминокислоты определяли по сумме (в г/100 г продукта) лейцина, изолейцина и валина. Данные аминокислоты, помимо очевидной роли в построении молекул белков, используются для синтеза промежуточных соединений цикла трикарбоновых кислот и глюконеогенеза, то есть являются и источником энергии. К тому же лейцин обладает наиболее выраженным анаболическим эффектом [8; 9]. Содержание данных кислот в белках муки пшеничной I и II сортов низкое и составляет 15,8 и 16,6%; в МЦС, МШМ и МПМ – 17,5, 18,5 и 22,8%. Белок считается хорошего качества при содержании ВСАА 20,0…25,0%. Следовательно, по данному показателю лучшими являются белки МПМ, приближаются к рекомендуемым нормам белки МШМ.

Определение показателя DIAAS (Digestible Indispensable Amino Acid Score) – аминокислотного числа НАК с учётом их усвояемости - позволит обеспечить более точную оценку количества аминокислот, поглощаемых организмом, и соответствия конкретного источника белка потребностям человека в аминокислотах и азоте. Данная методика оценки качества белка была рекомендована FAO/WHO c формулировкой «предпочтительно лучший метод» для определения качества белка [10; 11, с.577-580], поэтому она была нами использована при определении биологической ценности белка исследуемых образцов муки. Данный показатель определяли по аминокислотному скору 5 незаменимых аминокислот: лизин, метионин + цистин, треонин и триптофан. Среднее значение показателя по каждой  пробе муки представлено в таблице 3.

При сопоставлении полученных значений данного показателя с международной шкалой DIAAS установлено, что мука пшеничная I и II сорта, а также МЦС имеют белок низкого качества (меньше 75,0%), в то же время МШМ и МПМ характеризуются белком хорошего качества (75,0…100,0%).

Полученную муку закладывали на хранение в тканевых мешочках массой 250 г. Хранение производили при температуре воздуха 30±1 и 20±1 ^оС в течение 6 месяцев. Для каждого срока хранения (через 1 месяц) извлекали 1 пробу муки, которую после анализа не возвращали обратно в мешочек. В процессе хранения определяли КЧЖ в мг КОН/ г жира и производили дегустационную оценку. Из опытных образцов машевой муки использовали МЦС (необезжиренную) со средневзвешенной влажностью  10,0±1,0%. Результаты исследования представлены в таблице 4.

Согласно полученным данным, КОО при хранении муки при температуре 30±1^оС за 3 месяца хранения снизилось от 89,8 до 73,8 баллов, при 20±1^оС – за 4 месяца хранения – от 89,8 до 73,4 баллов, что соответствует муке хорошего качества.

Значение нормативов КЧЖ для безопасного хранения муки составляет 50,0±5,0, а для срока годности - 80,0±8,0 мг КОН/г жира [13, с.61-63].

Таблица 5.

Показатели свежести машевой муки при хранении

*Примечание: КОО – коэффициент обобщённой оценки экспертов

Следовательно, при хранении машевой муки  при температуре 30±1^оС срок безопасного хранения составляет 3, а срок годности – 5 месяцев; при температуре 20±1^оС, соответственно, 4 и 6 месяцев.

Таким образом, на основании экспериментальных и расчётных данных по оценке качества машевой муки из не подвергнутых и подвергнутых предварительной специальной обработке (шелушение или проращивание) бобов маша установлена возможность её использования в качестве белкового обогатителя пшеничных сортов хлеба. Повышенное содержание белков, особенно в муке из пророщённого маша, и соответствующая водопоглотительная способность предопределяют возможность повышения влажности теста на 1,0…2,0%, что способствует увеличению выхода готовой продукции и продлению срока её свежести. Проведенный комплекс теоретических и экспериментальных исследований подтверждает целесообразность использования продуктов переработки маша в хлебопекарном производстве.

Список литературы:

1. Геворкян Г.Р. Сравнительная оценка химического состава белковых препаратов из различных источников/Г.Р. Геворкян// Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. -№1.- С.32-35.
2. Колпакова В.В. Растительные белковые препараты: композиты, состав, свойства, назначение/ В.В. Колпакова, А.А. Невский, А.А. Васильев, З.В. Василенко// Хранение и переработка сельхозсырья. – 2010. -№6.- С.39-41.
3. Манжесов В.И. Возможности использования нетрадиционного растительного сырья на пищевые цели/ В.И. Манжесов, Е.Е.Курчаева, В.В. Сторожик// хранение и переработка сельхозсырья. – 2008. - №5. – С.58-61.
4. Фатеев А.I. Мiнеральний азот i мiкроелементи у живленнi зернобобовых/ А.I. Фатеев, А.М. Кутова// Посiбник українського хлiбороба. Том 2, 2013. – С.91-92.
5. Маш – Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Маш (дата обращения: 23.07.20).
6. Свойства порошкообразных лекарственных субстанций [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ztl.nuph.edu.ua/html/medication/ chapter14_04.html.
7. Липатов Н.Н. Формализованный анализ амино- и жирнокислотной сбалансированности сырья, перспективного для проектирования продуктов детского питания с задаваемой пищевой адекватностью/ Н.Н. Липатов, Г.Ю. Сажинов, О.Н. Башкиров // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - № 8.- С.11-14.
8. Alex Leaf – How can you assess protein quality? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://examine.com/nutrition/rating-proteins/ (дата обращения: 25.07.20).
9. ВСАА – Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/ВСАА (дата обращения: 25.07.20).
10. About DIAAS [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.diaascalculator.com/about-us/ (дата обращения: 25.07.20).
11. Pencharz P. Recent developments in understanding protein needs – How much and what kind should we eat?/P. Pencharz, R. Elango, R. Wolfe// Applied Physioloqy, Nutrition and Metabolism. – 2016. – Vol. 41(5). – PP.577-580.
12. Приезжева Л.Г. Методика определения норм свежести и годности зернопродуктов по кислотному числу жира/ Л.Г. Приезжева//Хлебопродукты. – 2012. -№2. – С.50-53.
13. Приезжева Л.Г. Совершенствование методики бальной оценки зернопродуктов/ Л.Г. Приезжева, Е.П. Мелешкина, В.Ф. Сорочинский [и др.]//Хлебопродукты. – 2012. -№1. – С.61-63.
14. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. – 9-е изд., перераб. и доп./ Под общ. ред. Л.И. Пучковой. – СПб: Профессия, 2005. – 416 с.