РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СЕМЯН АМАРАНТА

АННОТАЦИЯ

Введение. В статье изложены результаты лабораторных опытов с семенами амаранта. Исследования проведены с целью расширения спектра технологических способов переработки растительного сырья из амаранта и получения хлеба повышенного качества с применением отечественных обогатителей.

Объекты и методы исследования. Объектами исследований являлись образцы хлеба, приготовленного с заменой части пшеничной муки на амарантовую. Использовали общепринятые стандартные методы исследований.

Результаты и их обсуждение. Приведены данные по газообразующей способности, влажности, содержанию клейковины, пористости и титруемой кислотности опытных образцов.

Выводы. Отмечено, что использование семян амаранта в качестве растительной добавки к пшеничной муке в рецептуре пшеничного бездрожжевого хлеба при установленном оптимальном соотношении ингредиентов положительно влияет на качество конечного продукта.

ABSTRACT

Introduction. The article presents the results of laboratory experiments with amaranth seeds. The research was carried out in order to expand the range of technological methods for processing vegetable raw materials from amaranth and obtaining high-quality bread with the use of domestic fortifiers.

Objects and methods of research. The objects of research were samples of bread prepared with the replacement of part of wheat flour with amaranth flour. Generally accepted standard research methods were used.

Results and their discussion. Data on the gas-forming ability, humidity, gluten content, porosity and titratable acidity of the prototypes are presented.

Conclusions. It is noted that the use of amaranth seeds as a vegetable additive to wheat flour in the formulation of wheat bread without yeast with the established optimal ratio of ingredients has a positive effect on the quality of the final product.

Ключевые слова: хлеб, пшеничная мука, семена амаранта, амарант цельносмолотый, пищевая ценность, качество хлеба, продукты для здорового питания

Keywords: bread, wheat flour, amaranth seeds, whole-ground amaranth, nutritional value, quality of bread, products for healthy nutrition

Введение. Амарант (щирица обыкновенная) известен давно тем, что некоторые его разновидности представляют ценность как овощные, кормовые и лекарственные культуры, уникальность которого поддерживается широким набором незаменимых аминокислот в листьях и семенах, а также присутствием в них сквалена. Этот непредельный углеводород обладает антиоксидантным и антиканцерогенным действием, положительно влияет на иммунную систему живых организмов, предупреждая их старение и защищая от свободных радикалов, обладает способностью снижать уровень холестерина в сыворотке крови и в печени. Благодаря наличию антиоксидантов амарант применяют для лечения таких тяжелых болезней, как лучевая [1]. Пектины растения способны связывать тяжелые металлы, радионуклиды и выводить их из организма.

В связи с отмеченным, особую актуальность и значимость приобретает возможность применения амаранта в качестве обогащающего сырья для технологии хлеба и хлебобулочных изделий.

Использование в современной пищевой промышленности недорогого, доступного и широко распространенного отечественного растительного сырья, как ценного источника жизненно необходимых для организма человека веществ, а также разработка рецептур и технологий производства обогащенных продуктов питания функционального назначения с применением амаранта актуально и имеет практическое значение. Функциональные продукты рекомендуются для регулярного употребления в составе обычных пищевых рационов для всех групп здорового населения, их применение направлено на  оптимизацию питания населения России[2]. Целесообразность использования семян амаранта после измельчения в муку в рецептуре производства бездрожжевого пшеничного хлеба явилась предметом настоящих исследований.

Объекты и методы исследования. Исследования проведены на базе научно-исследовательских лабораторий СКИТУ (филиал) МГУТУ им. К. Г. Разумовского (ПКУ) и Омского ГАУ.

Объект исследований – технология производства бездрожжевого пшеничного хлеба с добавлением муки из семян амаранта. На стадии замеса теста (жидкая молочнокислая закваска + вода + мука + соль + сахар+ хлебопекарный жир) в сырьевую емкость добавлялась мука из семян амаранта, как пищевая обогащающая добавка в эквивалентных количествах замещающая пшеничную муку в рецептуре пшеничного хлеба по ГОСТ Р 58233-2018. Для создания опытных образцов использовалась цельнозерновая мука из семян амаранта в соответствии с ТУ 9293-006-18932477–2004, реализуемая через торговые сети [3].

В таблице 2 представлена схема исследований.

Таблица 2

Схема исследований

Методы исследований:

В полуфабрикатах определяли: газообразующую способность муки по ГОСТ 27668-88; качество отмываемой клейковины по ГОСТ 27839-2013; влажность по ГОСТ 5900-2014; титруемую кислотность в соответствии с ГОСТ 5670-96. В готовом продукте определяли пористость в соответствии с ГОСТ 5669-96, органолептические показатели по ГОСТ 5667-65. Пищевую ценность хлеба пшеничного определяли расчетным путем. Степень удовлетворения суточной потребности определяли в соответствии с методическими рекомендациям МР 2.3.1.2432-08.

Опытные образцы исследовались в трехкратной аналитической повторности. Обработка результатов проведена с использованием стандартных методов математической статистики.

Результаты и их обсуждение. Для определения оптимального количества муки из семян амаранта в составе теста для выпечки бездрожжевого пшеничного хлеба обоснованно исследование образцов полуфабрикатов по значимым с точки зрения их качества показателям, одним из которых является газообразующая способность муки [4]. Количество образующихся пузырьков за время брожения теста (3,5 ч в соответствии с ГОСТ 27668-88) и скорость их появления зависят от состава теста и определяют качество хлеба. Настоящими исследованиями установлено отсутствие целесообразности в использовании сырьевых композиций 90/10 (образец 1) и 80/20 (образец 2) уже на стадии брожения теста (рисунок 1). Одновременно с этим отмечено математически достоверное повышение в сравнении с контрольным образцом газообразующей способности муки состава 50/50 (образец 5) и сокращение времени брожения теста до 70-85 минут. Мука из семян амаранта лишена клейковины и имеет низкую влажность при богатом минеральном составе, из чего следует признать справедливым решение о комбинации муки из семян амаранта с пшеничной мукой, характеризующейся достаточно высокой влажностью и наличием клейковины. Вместе с тем, рекомендации по рецептуре пшенично-амарантового хлеба должны быть обоснованы результатами предшествующих им исследований, на основании которых для дальнейших испытаний после определения газообразующей способности муки рекомендованы составы муки (пшеничная мука 1 сорт / мука из семян амаранта) 70/30,60/40 и 50/50 масс.%. Рисунок 1 отражает изменения газообразующей способности образцов муки при брожении теста в течении установленного ГОСТ временного интервала и превосходство образцов 4 и 5 на 21% и 31% соответственно по оцениваемому показателю над контрольным образцом.

Рисунок 1. Газообразующая способность опытных образцов

Газообразующая способность муки образца 3 находится на уровне аналогичного показателя контрольного образца, что обуславливает его использование на следующих этапах исследований.

Разработка оптимальных соотношений ингредиентов в составе рецептуры мучного изделия невозможна без учета влажности теста, от которой напрямую зависит количество воды в составе сырьевой смеси и влажность конечного продукта [5]. Изменение рецептуры пшеничного хлеба за счет добавления цельноизмельченных семян амаранта не отразилось на влажности полуфабрикатов (таблица 3).

Таблица 3.

Влажность опытных образцов

Полученные данные являются доказательством отсутствия необходимости дополнительного увлажнения полуфабрикатов пшеничного хлеба с добавкой цельнозерновой муки из семян амаранта до требуемой ГОСТом влажности (44-47 масс %).

Государственным стандартом также регламентировано количество белка в муке, пригодной для производства хлебобулочных изделий. Состояние белково-протеиназного комплекса муки оценивается, в частности, по качеству отмываемой из полуфабрикатов клейковины. Учитывая отсутствие клейковины в муке из амаранта справедливо предполагалось снижение ИДК в исследуемых образцах, представляющих собой смеси пшеничной и амарантовой муки. Математически достоверное падение индекса деформации клейковины отмечено при смешивании различных видов муки в соотношении 1:1 (таблица 4), однако и при этом величина оцениваемого показателя всех образцов находилась в диапазоне значений, свидетельствующем о первом классе качества муки.

Таблица 4.

Индекс деформации клейковины

Таким образом, создание сырьевой смеси, в рецептуре которой на измельченные семена амаранта будет приходится до 50% от общего количества пшеничной муки не приведет к изменению качества смеси по ИДК.

В тоже время при этом можно ожидать сокращение времени созревания теста за счет ускорения в нем биохимических процессов (рисунок 1) и, как следствие, превышение в ходе брожения теста показателя титруемой кислотности полуфабрикатов с добавкой из семян амаранта над аналогичным показателем контрольного образца (таблица 5). Повышение показателя кислотности обуславливается тем, что при добавлении цельнозерновой муки из семян амаранта увеличивается количество питательных веществ, принимающих непосредственное участие в процессе спиртового и молочнокислого брожения.

Таблица 5.

Титруемая кислотность полуфабрикатов при 25⁰ С  (Время брожения теста 90 мин)

Состояние полуфабрикатов во многом определяет качество конечного продукта [6]. При оценке пористости опытных образцов хлеба отмечена тенденция к повышению объема пор в образцах из муки смешанного состава (таблица 6) при сохранении показателей пористости в диапазоне значений нормируемом ГОСТом для пшеничного хлеба.

Таблица 6.

Пористость опытных образцов хлеба

Полученные данные являются подтверждением вывода о сохранении анализируемых показателей качества полуфабрикатов и готового продукта при использовании в рецептуре (таблица 7) пшеничного хлеба цельносмолотых семян амаранта совместно с пшеничной мукой в диапазоне соотношений от 30/70 до 50/50 % масс. на уровне значений регламентируемых ГОСТом.

Таблица 7.

Рецептура пшенично-амарантового хлеба

Выход теста – 1215 г; выход хлеба – 970 г.

Органолептические показатели готовых образцов (внешний вид, поверхность корки, состояние мякиша, цвет, вкус, запах) играют значимую роль в процессе доказательного выбора оптимальных вариантов соотношений между пшеничной и амарантовой мукой в рецептуре бездрожжевого хлеба. Оценка образцов проведена по пятибалльной шкале экспертной комиссией в составе 5 человек.

По мере увеличения дозы внесенной цельнозерновой амарантовой муки отмечаются неоднозначные изменения в характеристиках органолептических показателей. Внешний вид всех образцов характеризовался ровной, не расплывающейся формой и выступающей округлой верхней коркой. Поверхность корки образца №2 отличалась от контроля шероховатостью, а у образца №3 кроме этого наблюдались небольшие трещины. Цвет изменялся по степени интенсивности окрашивания от коричневого, на разрезе серого у образца №1 до темно-коричневого, на разрезе серого у образца №3.

Пористость у образца №3 в отличие от первых двух образцов отличалась неравномерным распределением пор и незначительным наличием включений, поры мелкие толстостенные. Вкус и запах образцов оценены, как специфичные для данных рецептурных вариантов, показатели изменились от свойственного хлебу с легким ореховым вкусом и запахом в первом образце, на вкус и запах с насыщенным ореховым вкусом и запахом в третьем образце. Представленная на рисунке 2 профилограмма наглядно иллюстрирует отмеченные изменения.

Рисунок 2. Сравнительный анализ органолептических показателей опытных образцов

В целом, полученные данные позволяют заключить, что добавление цельнозерновой муки из семян амаранта к пшеничной муке в указанных соотношениях может быть рекомендовано к использованию в технологии хлебопечения.

Вместе с тем, возрастает диетическая ценность хлеба с амарантом за счет целебных свойств последнего и такой хлеб можно рекомендовать для широких групп населения в рамках рационов здорового питания.

Оценка пищевой ценности готового продукта (образец 5) показала изменение соотношения между белками, жирами и углеводами в опытном образце в сравнении с образцом пшеничного хлеба, выразившиеся в уменьшении содержания углеводов (1,0:1,5:4,8 и 1,0:1,0:5,4 соответственно) и оптимизации пропорций между показателями.

Следует отметить незначительное увеличение энергетической ценности готового изделия по отношению к пшеничному хлебу ввиду несколько более высокого содержания жира и белка в цельнозерновой муке из семян амаранта в сравнении с пшеничной мукой. Расчет калорийности готового продукта на 100 гр. веса, проводился исходя из известных значений калорийности пшеничной муки высшего сорта, амарантовой муки, хлебопекарного жира и сахарной пудры [6]. Поскольку вода, соль и закваска не имеют энергетической ценности, они в расчетах не учитывались. Калорийность готовых изделий отражают данные таблицы 10.

Таблица 10.

Значения калорийности готового продукта, Ккал/100г

Биологическая ценность полученного хлеба выше, поскольку белок амаранта обладает более ценным составом незаменимых аминокислот, их высоким содержанием и лучшей сбалансированностью. Исследования подтверждают эффективность использования цельнозерновой муки из семян амаранта в технологии бездрожжевого пшеничного хлеба, способствующей получению продукта с хорошими показателями качества.

Выводы. Установлена целесообразность использования цельноизмельченных семян амаранта в составе рецептуры пшеничного хлеба:

- включение в рецептуру пшеничного хлеба муки из семян амаранта в количестве 40% -50 % от общего количества муки в сырьевой смеси повышает газообразующую способность муки на 21-31% и способствует сокращению времени брожения теста до 70-85 минут;

- использование добавки из семян амаранта в количестве до 50% от общего количества муки в сырьевой смеси существенно не ухудшает показатели качества полуфабрикатов и готового продукта и приводит к повышению его пищевой ценности и диетических свойств, обусловленных особенностями амаранта.

Список литературы:

1. Шмалько, Н.А. Перспективы применения амаранта и продуктов его переработки в пищевой промышленности / Н.А. Шмалько // В мире научных открытий. – 2010. – № 1 (07).
2. Жаркова И.М. Амарантовая мука: характеристика, сравнительный анализ, возможности применения/ .М. Жаркова, Л.А. Мирошниченко, А.А. Звягин, И.А. Бавыкина. – Москва : Вопросы питания. Том 83, № 1, 2014. С.67-73.
3. Влияние нетрадиционных видов сырья на технологические показатели теста и качество хлеба / Х. Ю. Батушева, С. И. Лукина, Е. И. Пономарева [и др.] // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2016. – Т. 352, № 4. – С. 21–24.
4. Пащенко Л. П. Биотехнологические основы производства хлебобулочных изделий [Текст]. - М.: Колос, 2002. – 368 с.
5. Ружило Н.С. Использование семян амаранта в хлебобулочных изделиях / Н.С. Ружило // Пищевая промышленность. – 2015. – № 12. – С. 56-58.
6. Изучение хлебопекарного потенциала цельносмолотой муки из амаранта /Н.М. Дерканосова, Пономарева И.Н., Золотарева Н.И., Куролесина В.Н.// Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 182 – 2016. – № 3 (50), С. 175–182. DOI: 10.17238/issn2071-2243.2016.3.175