СОВРЕМЕННЫЕ РЕЦЕПТУРЫ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБА НА ОСНОВЕ БЕЗГЛЮТЕНОВОЙ МУКИ И МУЧНЫХ СМЕСЕЙ

АННОТАЦИЯ

В настоящее время особое внимание уделяется применению натуральных обогатителей в производстве хлеба и хлебобулочных изделий лечебно-профилактического направления, в данном случае предназначенных для профилактики целиакии. Безглютеновые продукты в настоящее время являются самой быстрорастущей категорией в хлебопекарной индустрии. По мере роста популярности безглютеновых продуктов расширение их ассортимента является крайне необходимым. Эта отрасль производства является востребованной, что является мотивацией к её дальнейшему исследованию. Использования местного нетрадиционного растительного сырья, не содержащего глютен, в производстве хлеба. Приведены результаты исследования химического состава цельносмолотой муки из зерна (семян) сорго, риса и нута. Произведён сопоставительный анализ состава данного сырья с химическим составом и показателями качества муки пшеничной сортовой с целью определения возможности полной замены или частичного снижения её количества в рецептуре хлебных изделий. 

ABSTRACT

Nowadays, special attention is paid to the use of natural enrichments in the production of bread and bakery products of therapeutic and prophylactic direction, in this case, for the prevention of celiac disease. Gluten-free products are currently the fastest growing category in the baking industry. As the popularity of gluten-free products increases, it is extremely necessary to expand their assortment. This production sector is in demand, which is a motivation for further research. The use of gluten-free local non-traditional plant raw materials in bread production. The results of studies on the chemical composition of whole-grated flour from sorghum, rice, and chickpea seeds are presented. A comparative analysis of the composition of this raw material with the chemical composition and quality indicators of wheat flour was conducted to determine the possibility of its complete replacement or partial reduction in the recipe of bread products.

Ключевые слова: целиакия, глютен, цельнозерновая мука, сорговая мука, нутовая мука, рисовая мука, зерновые культуры.

Keywords: celiac disease, gluten, whole grain flour, sorghum flour, nut flour, rice flour, cereals.

Введение. В Узбекистане практически не производятся безглютеновые виды хлеба, поэтому вопросам разработки рецептур и технологий данного вида продуктов питания на основе местного безглютенового растительного сырья, в том числе и вторичного, позволит наладить производство продукции, доступной для всех слоёв населения, особенно относительно низким социальным статусом.

Методология. В качестве одного из наиболее перспективных источников растительного сырья для производства безглютеновых продуктов питания в республике, помимо риса и нута, особого внимания заслуживает цельнозерновая мука сорго. Сорго (лат. Sorghum, от лат. Sorgus - возвышаться) - род однолетних и многолетних травянистых растений семейства Злаки, или Мятликовые (Poaceae)  является уникальным злаковым растением как по своим биологическим особенностям, так и по хозяйственно ценным признакам. К его основным достоинствам относятся исключительная засухо – и солеустойчивость, высокая потенциальная урожайность и её стабильность, универсальность использования, что особенно ценно для регионов с аридными климатическими условиями, к которым относится и Узбекистан. Во многих странах мира для выпечки хлебобулочных и мучных кондитерских изделий используется мука из зерна сорго взамен части пшеничной муки [1; с.144-150, 2; с.17-20, 3; с.189-191, 4; с.60-70].

Промышленный выпуск безглютеновых продуктов широко представлен на рынке фирмами «Dr. Shar» (Италия), «Glutano» (Германия), «Finax» (Швеция), ООО «Мак Мастер» (Россия), ООО «Гарнец» (Россия) и т.д. В превалирующем количестве это продукты макаронного, кисломолочного, кондитерского типа, отличающиеся высокой стоимостью, пониженной энергетической и пищевой ценностью [5; с.16-20].

Цельносмолотая мука сорго богата белками, аминокислотами, жирными кислотами, углеводами, витаминами, микроэлементами. В свою очередь, белок сорго уменьшает уровень холестерина в крови и нормализует деятельность пищеварительного аппарата человека. Жир сорго содержит в своем составе до 83,0…88,0% незаменимых ненасыщенных жирных кислот, которые необходимы для профилактики атеросклероза, болезней сердца и сосудов [6; с.31-33]. В странах Европы и Америки мука из сорго широко используется в питании людей, страдающих аллергией к глютену. В отечественной пищевой промышленности мука сорго  практически не используется в хлебопекарном производстве, что связано со слабой изученностью данного вопроса и разработкой соответствующих рецептур и технологий производства безглютенового хлеба на основе данной муки.

Применению рисовой муки и продуктов переработки риса в пищевой отрасли посвящены работы Л.С. Кудряшова, Н.С. Богдановой, М.П. Щетинина, Д.В. Шнейдер и др. [7; с.29-33]. Нейтральный вкус и исключительная гиппоалергенность рисовой муки делает её весьма востребованным объектом использования в составе диетических и профилактических продуктов питания. По биологической ценности белка и содержанию крахмала рисовая мука занимает ведущее место среди других видов злаковой муки. Рис - источник широкого спектра природных микроэлементов, исключительно полезный для питания людей всех возрастов, и особенно детей. Так, установлено, что на 7,0…8,0 % рисовые зерна состоят из белков, до 70,0 % крахмала, около 0,6% жиров, а также сахаров, слизей, геммицеллюлозы, пектиновых веществ и клетчатки. Рис является источником многих витаминов − группы В: В₁, В₂, В₃, В₆, витаминов РР и Е, каротина, микроэлементов: калий, фосфор, цинк, железо, кальций, йод и селен. Фракционный состав белков риса на 79,8 % состоит из глютенинов, до 4,5% растворимых альбуминов, до 13,1 % глобулинов и до 2,6% проламинов [8; с.62-63, 39; с.45-50, 10; с.16-18, 11; с. 1302−1305].

Среди бобовых культур особенно в последние годы значительно вырос интерес к исследованию биотехнологического потенциала  нута и продуктов его переработки в различных пищевых системах. Это, прежде всего, обосновано уникальными химическим составом и технологическими свойствами данного растительного сырья. Нут - пищевой безглютеновый продукт, широко употребляемый в странах Средней Азии, Северной Африки, Северной Америки, относится к семейству бобовых (Fabaceae Lindl.) и роду Cicer L. Обладает высокой пищевой и биологической ценностью, уникален по содержанию селена, магния, кальция и фосфора, богат комплексом водорастворимых витаминов группы В, С, РР, А, пиридоксином, пантотеновой кислотой. Биологическая ценность белков нута достигает 85,0%, что значительно превышает данный показатель относительного других бобовых культур [12; с.83-97].

Установлено, что нутовая мука содержит в 3 раза больше белка, в 4,8 раза − жира, в 18,2 раз − растворимых углеводов, в 2,6 раз – зольных элементов, в 3 раза меньше крахмала, чем мука пшеничная. Биологическая ценность белков нута достигает 85,0%, что значительно превышает данный показатель относительного других бобовых культур [13; с.34, 14, с.66, 15; с.153-156]. Белки нута  представлены, в основном, водорастворимой - до 50,0% и солерастворимой фракцией – 44,0% от общего фракционного состава. Фракционный состав углеводов включает в себя: пектин (4,0%), клетчатка (12,0%), геммицеллюлоза (7,8%) в пересчете на массовую долю сухих веществ. Наличием в белков нута значительной доли гидрофильных высокополярных амидогрупп, глутаминовой и аспарагиновой кислот, полярных групп сирина, треонина, тирозина, цистина объясняется его  высокая  водопоглотительная и влагоудерживающая способность.. Остатки других аминокислот (глицина, лейцина, изолейцина, аланина, валина, фенилаланина, пролина), содержание которых доходит до 50,0 % всех аминокислот нута, придают молекуле белка гидрофобные свойства, что обосновывает высокие способности  жиропоглощения и жироудерживания [7; с.38-40].

Рассмотрим основные тенденции использования безглютеновых видов муки в производстве хлеба целевого назначения.

Тесто готовили безопарным способом согласно ГОСТ 27669-88 из смеси сорговой (МС), рисовой (МР) и нутовой (МН) мукой в соотношении (в %) 30,0, 30,0 и 40,0 соответственно. Все компоненты по рецептуре и готовую закваску внесли для замеса теста в тестомесильную машину. После замеса теста оставили на брожение в течении150…180минут. Готовое выброженное тесто разделили на тестовые заготовки и далее на формовку. После расстойки выпекали до готовности  при температуре 180…2000С.   

Объектами исследования служили тесто и хлеб из смеси МС, МР и МН, приготовленные на прессованных дрожжах без предварительной обработки (контроль), с использованием рисовой закваски спонтанного брожения (вариант 1) и предварительно активированных дрожжах (вариант 2)..

Непосредственно после замеса теста и в течение процесса его созревания определяли следующие показатели качества: скорость газообразования и кислотность по стандартным методам исследования.

Результаты. Установлено, что исследуемое сырьё и способы приготовления теста оказывали определённое влияние на активность бродильной микрофлоры, процесс созревания мучных полуфабрикатов и качество готовой продукции.

Установлено, что исследуемые добавки оказывали определённое влияние на активность бродильной микрофлоры теста и, следовательно, показатели качества теста (табл. 1).

Как  и следовало ожидать, в опытных вариантах на закваске и активированных дрожжах отмечалось увеличение скорости кислотообразования и г относительно контрольного образца. 

Таблица 1.

Влияние способов приготовления на качественные характеристики теста из смеси различных видов безглютеновой муки

Анализ представленных в табл.1. экспериментальных данных показал, что в варианте 1 (на рисовой закваске) закономерно начальная кислотность теста превышала аналогичные показатели в контрольном образце и варианте 2 (на активированных дрожжах, соответственно, на 0,6 и 0,3 град, в результате продолжительность созревания теста снизилась на 60 и 30 минут. Установлено, что наибольшая скорость газообразования отмечалась во втором варианте и превышала значения контрольном и первом вариантах на12,2 и 5,4%.

Данные выпечек показали, что способы приготовления теста с исследуемыми видами безглютеновой муки, наряду с позитивным влиянием на процессы при созревании теста, позволяют получить готовую продукцию улучшенного качества. Так, изделия отличались достаточно развитой структурой пористости, интенсивной окраской корки, приятным вкусом и ароматом, который сохранялся дольше обычного (табл.2.).

Рисунок 4.3 – Внешний вид и вид в разрезе хлеба , приготовленного различными способами из смеси различных видов безглютенового сырья

Анализ органолептических (сенсорных) показателей качества хлеба показал, что образцы контрольного варианта имели пониженный объём и недостаточно развитую структуру пористости, в результате были оценены, как продукция «неудовлетворительного» качества.

Таблица 2.

Влияние способов приготовления теста из смеси различных видов безглютеновой муки на органолептические (сенсорные) показатели качества хлеба

Образцы хлеба, приготовленные на рисовой закваске спонтанного брожения (вариант 1), отличались достаточно развитой структурой пористости, интенсивной окраской корки, приятным вкусом и ореховым ароматом, который сохранялся дольше обычного, и характеризовались, как продукция «отличного» качества. Несколько уступали им по органолептическим показателям изделия, приготовленные на активированных дрожжах (вариант 2), которых характеризовались, как продукция «хорошего» качества.

Выводы по органолептическим показателям  полученных образцов хлеба  подтверждены результатами определения их физико- химических показателей (табл.3.).

Таблица 3.

Влияние способов приготовления теста из смеси различных видов безглютеновой муки на физико – химические показатели качества хлеба

В  опытных образцах хлеба установлено увеличение значений пористости хлеба по сравнению с контролем в среднем в 1,2 раза, удельного объёма – в 2,2 раза. 

Таким образом, установлено, что хлеб функционального назначения из смеси муки сорго, риса и нута в соотношении 30:30:40 наиболее целесообразно готовить на заквасках.

На основании полученных экспериментальных данных разработана соответствующая унифицированная рецептура (табл. 4.) для промышленного производства данного вида продукции.

         Таблица 4.

Унифицированная  рецептура хлеба из смеси безглютеновой муки с применением рисовой закваски спонтанного брожения

Пищевую и энергетическую ценность хлеба рассчитывали по методике, разработанной ВНИИХП (табл.5.), степень удовлетворения потребности в пищевых веществах (табл.6.) – путём сопоставительного анализа с нормативными показателями  при норме потребления диетических хлебобулочных изделий 250 г. Образцом сравнения (контроль) служили данные показатели для пшеничного I-го сорта.

Таблица 5.

Химический состав хлеба из муки пшеничной I-го сорта и смеси различных видов безглютеновой муки

Таблица 6.

Степень удовлетворения суточной физиологической потребности человека в основных пищевых веществах и энергии  за счёт  потребления 250 г хлеба из муки пшеничной 1-го сорта и смеси различных видов безглютеновой муки

Заключение. Сопоставительный анализ химического состава опытных изделий из смеси различных видов безглютеновой муки и контрольного показал, что массовая доля основных пищевых веществ в опытных вариантах превышала массовую  долю аналогичных веществ в контрольном варианте в :  белки – на 7,3 %, жиры – 2,3 раза, углеводы – на 5,0 %, железо – 58,3 %, магний – в 4,0 раза, фосфор – в 1,4 раза, витаминах В1–в 1,4, В2 – в 3,4, РР – в 4,9 раз. При этом в опытных образцах содержались каротиноиды и витамин В₆. Следует отметить, что содержание пищевых волокон в опытных образцах хлеба практически на 5,0% , а кальция  в 1,2 раза было меньше, чем в контроле.. Энергетическая ценность опытного хлеба увеличилась на 3,3%.

Соответственно изменялась и степень покрытия суточной физиологической потребности человека в основных пищевых веществах в контрольных и опытных образцах хлеба.

Следует учитывать, что расчётное содержание пищевых веществ в готовых изделиях отличается от фактического за счёт потерь при созревании полуфабрикатов и выпечке теста-хлеба, , особенно витаминов (теряется от 20,0 до 30,0% от первоначального их содержания в исходном сырье).

Список литературы:

1. El Khoury D. J. A Review on the Gluten-Free Diet: Technological and Nutritional Challenges/ El Khoury D., Balfour-Ducharme S., Joye I.  //Nutrients. -2018. -V.10, №10. - P. 1410.
2.  Цыганова Т. Формирование рецептур для производства безбелковых и безглютеновых продуктов / Т. Цыганова, Д. Шнейдер, Е. Костылева [и др.] // Хлебопродукты. – 2011. − № 12. – С. 44−46.
3. Попов В.Г. Тенденции использования безглютеновых видов муки в производстве продукции функционального назначения/ В.Г.Попов, Н.Г. Хайруллина, Х.Н.  Садыкова // Вестник ВГУИТ.- 2021.- Т. 83, № 1. - С. 121-128.
4. Меркулова Е.Г. Разработка технологии мучных кондитерских изделий для больных целиакией/ Е.Г. Меркулова, Е.В. Извекова, О.Л. Ладнова, А.И. Меркулов// Вестник ГИЭТ. -2017.- № 3(41). - С. 129-138.
5. Масалова В.В. Перспективы использования безглютенового растительного сырья в производстве пищевых продуктов для диетического и профилактического питания / В.В. Масалова, Н.П. Оботурова // Пищевая промышленность. - 2016. - № 3. - С. 16-20.
6. Ефремова Е.Н. Влияние сорговой муки на показатели пшеничного хлеба / Е.Н. Ефремова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2014. – № 3 (113). – С. 125-129.
7. Масалова В.В. Разработка технологии специализированных мясных полуфабрикатов с использованием безглютенового растительного сырья/ В.В. Масалова// Дисс. На соис….канд.техн.наук. – Ставрополь, Северо-Кавказский федеральный университет, 2018. – 157 с.
8. Козубаева Л. А. Безглютеновое печенье из смеси рисовой и гречневой муки / Л. А. Козубаева, С. С. Кузьмина, М. Н. Вишняк // Вестник Алтайск. аграр.ун-та. - 2010. - Т. 69. - № 7. - С. 62 - 65.
9. Куракин М.С. Научное обоснование разработки специализированных  блюд с заданными потребительскими свойствами для детей школьного возраста / М. С. Куракин, А. В Ожерельева//Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. – 2016. – № 3 (38). – С. 45−50.
10. Коренская И. М. Состав жирных кислот масла семян амаранта печаль-ного / И. М. Коренская, Н. С. Фурса, Л. А. Мирошниченко // Фармация. – 2011. – № 8. – С. 16–18.
11. Silano M. Avenins from different cultivars of oats elicit response by coeliac peripheral lymphocytes / M. Silano, R. Di Benedetto, F. Maialetti // Scandinavian Jour-nal of Gastroenterology. – 2007. – Vol. 42(11). – P. 1302−1305.
12. El Adawy T.A. Nutritional compositions and antinutritional factors of chickpea undergo different cooking methods and germination El‐Adawy T.A. // Plant Foods for Human Nutrition. - 2002. - №57. – P.83 –97.
13. Аникеева Н.В. О перспективах использования продуктов переработки нута/Н.В. Аникеева, Л.В. Антипова// Кондитерское производство:  Научно-производственный журнал. -2005.- № 6. -С. 34.
14. Аникеева Н.В. Применение нута в производстве колбасных изделий/Н.В. Аникеева, Л.В. Антипова// Пищевая промышленность.- 2003.- №2. - С. 66.
15.  Антипова Л.В. Частные исследования технологии получения нутовой муки и ее характеристики/ Л.В. Антипова, Н.В. Аникеева// Современные технологии переработки животноводческого сырья в обеспечении здорового питания: наука, образование и производство: мат. междунар. науч.-техн. конф. - Воронеж, 2003. - С. 153-156.
16. Бурнацева А.А. Технологические характеристики безглютеновых видов сырья из зерна белой кукурузы/А.А. Бурнацева, А.В. Хмелевская// Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы международной научно-практической конференции, 2018. -  С. 131–136.
17. Черникова Д.А. Разработка технологии и рецептуры безглютеновых мучных кондитерских изделий с использованием вторичных продуктов переработки тыквы/Д.А. Черникова, И.А. Тимошенкова, Е.В. Москвичева // Материалы научной конференции с международным участием Неделя науки СПбПУ. - СПб, 2017. - С. 95–98.
18. Масалова В.В. Перспективы использования безглютенового растительного сырья в производстве пищевых продуктов для диетического и профилактического питания / В.В. Масалова, Н.П. Оботурова // Пищевая промышленность. - 2016. - № 3. - С. 16-20.
19. Алабушев А.В. Оценка новых сортов сорго зернового при использовании в хлебопечении / А.В. Алабушев, В.В. Ковтунов, Н.С. Кравченко [и др.]//Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2017. – № 3 (54).- С.144-150.
20. Беседа Н.А. Подбор исходного материала для селекции сорго зернового на скороспелость / Н.А. Беседа // Молодые ученые – агропромышленному комплексу Поволжья : сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф. – Саратов : ФГБНУ НИИСХ Юго-Востока, 2010. – С. 17-20.