СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ХЛЕБА НА ОСНОВЕ НАТУРАЛЬНЫХ ДОБАВОК ДЛЯ МУКИ С ВЫСОКИМ ЧИСЛОМ ПАДЕНИЯ

АННОТAЦИЯ

В данном исследовании изучено, что высокая величина числа падения муки, выращенной в условиях сухого климата, обусловлена низкой активностью амилолитических ферментов и оказывает негативное влияние на её технологические свойства. У такой муки ухудшаются объём хлеба, пористость и вкус. Несмотря на широкое использование ферментных препаратов, их применение усложняет технологический процесс и не соответствует требованиям “Clean Label”, поэтому была оценена эффективность природных добавок — пророщенной пшеницы, ячменя и овса. По результатам опытов, мука из пророщенного зерна показала число падения 65–98 с, что свидетельствует о высокой амилолитической активности. При добавлении пророщенной пшеницы и овсяной муки объём хлеба увеличился до 610 см³, пористость — до 71%, кислотность составила 3,4–3,5 °Н. Установлено, что управление ферментативной системой с помощью натуральных добавок эффективно улучшает качество муки и снижает проблему высокого числа падения.

ABSTRACT

The study revealed that the high falling number observed in wheat flour grown in dry climatic conditions is caused by low amylolytic enzyme activity, which negatively affects its technological properties. Bread made from such flour shows reduced volume, poorer porosity, and inferior taste. Although enzyme preparations are widely used, they complicate the process and do not meet “Clean Label” requirements; therefore, the effectiveness of natural additives—sprouted wheat, barley, and oat flours—was evaluated. According to the experimental results, sprouted grain flours had a falling number of 65–98 s, indicating high amylolytic activity. When sprouted wheat and oat flours were added, bread volume increased up to 610 cm³, porosity up to 71%, and acidity reached 3.4–3.5 °H. It was determined that managing the enzymatic system through natural additives effectively improves flour quality and significantly reduces the issue of high falling number.

Ключевые слова: Clean Label, пшеница, рожь, пористость, кислотность, амилолитическая активность, питательность, хлебопекарные свойства, фермент, число падения.

Keywords: Clean Label, wheat, rye, porosity, acidity, amylolytic activity, nutritional value, baking quality, enzyme, falling number.

ВВЕДЕНИЕ

Низкая активность амилолитических ферментов и высокая частота поступления в хлебопекарной муке, полученной из зерна пшеницы, связаны с выращиванием в сухом климате и длительным хранением зерна на открытых складах, что является актуальной проблемой не только на местном, но и на глобальном уровне [1]. Из-за увеличения засушливых лет, изменения климата и неправильных условий хранения наблюдается снижение амилолитической активности около трети мировой пшеницы. С ростом населения растет спрос на качественные продукты питания, в частности, на хлебопекарную муку со стабильными технологическими свойствами [2].

Качество хлеба зависит от количества попадания муки, водопоглощения, количества и качества клейковины, которые определяют структуру теста, газоудерживающую способность, объем хлеба и другие физико-химические показатели. Установлено, что состояние LMA может увеличивать количество выпадений, но не резко ухудшает качество хлеба, как PHS. Ферменты α-амилазы увеличивают объем хлеба, улучшают текстуру и продлевают срок хранения. Для получения качественного хлеба из муки с низкой ферментативной активностью необходимо регулировать ферментативный процесс с помощью натуральных или ферментных добавок [3].

В условиях Узбекистана мука с высоким количеством поступлений не позволяет в полной мере производить качественный хлеб. Поэтому целью исследования является оценка влияния натуральных добавок (пшеничная, ячменная, ржаная мука и Saccharomyces cerevisiae 1-4%) на улучшение технологических свойств такой муки. В ходе исследования определяли общую кислотность, рН, объем, цвет, пористость, текстуру и органолептические свойства хлеба, оценивали эффективность добавок [4].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании изучалась возможность адаптaции активности амилолитического фермента муки с высоким числом выпадений к стандарту путем смешивания с пророщенной зерновой мукой. Для этого взяли по 4 кг зерен пшеницы, ячменя и овса, распределили их слоем толщиной 2 см и проращивали 3 раза в день, опрыскивая водой при температуре 25°C в течение 3 дней. Из пророщенных зерен измельчали муку с выходом 65% на лабораторной мельнице Chopin CD-1 (AACCI 26-70.01) и определяли выход по AACC 56-81. Согласно результатам, количество выпавших зерновых, ячменной и овсяной муки составило 65, 98 и 79 ц соответственно. Эти показатели подтвердили, что мука с высоким числом выпадений может быть использована в качестве добавки для повышения ферментативной активности и газообразующей способности.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В исследовании изучено влияние различных соотношений смесей образцов муки, взвешенной из зерен пророщенной пшеницы, ячменя и овса, на хлебопекарные свойства пшеничной муки I сорта следующим образом.

Анализ выбранной для исследования хлебопекарной пшеничной муки I сорта

Выбранная для исследования хлебопекарная пшеничная мука I сорта была взвешена из местной партии пшеницы на предприятии АО "Галла-Алтег." Его физико-химические характеристики приведены в таблице 1 ниже.

Таблица 1.

Физико-химическая характеристика хлебопекарной пшеничной муки I сорта, выбранной для исследования

Результаты в таблице показывают, что частота поступления хлебопекарной пшеничной муки составляет 606 сек, что указывает на низкую активность α-амилазы для приготовления хлеба. Высокое число выпадений - низкая активность амилолитических ферментов - снижает хлебопекарные свойства муки. Установлено, что газообразующая способность муки также зависит от количества падений [4]. Поэтому в такую муку рекомендуется добавлять муку с низким числом попаданий или обогащать ее специальными ферментными препаратами. Для приготовления теста использовался штамм LAB (Saccharomyces cerevisiae), что позволяет проводить ферментацию и замес с участием дрожжей. Работали с пшеничной мукой I сорта, а также мукой из пророщенных зерен пшеницы, ячменя и ржи.

Образцы зерен после сушки при низкой температуре до влажности 15% измельчали на лабораторной мельнице Chopin CD 1 (Chopin Technology, France) с использованием метода AACCI Approved Method 26-70.01. Это обеспечивает получение однородной муки для дальнейших анализов и замеса теста.

Анализ муки

Проводился комплексный анализ следующих показателей:

- влажность (метод AACC 56-81B),

- количество и качество клейковины (AACC 38-12),

- зольность (AACC 08-01),

- белизна (AACC 14-30),

- количество выпадений клейковины (AACC 56-81).

Использовались стандарты как местные, так и AACC, что позволяет охарактеризовать качество сырья.

Процесс замеса, ферментации и выпечки хлеба проводился с оценкой по методам, основанным на стандартах AACC (No 10-10.03 - 10-14.01) и ГОСТ 27669-88. Важно, что методика описывает именно последовательность технологических операций, параметры замеса и условия выпечки, а не просто указывает ссылку на стандарт. Таким образом, применялся комплексный подход: от подготовки и анализа муки до использования конкретного штамма дрожжей и стандартизированного процесса выпечки, что позволяет получить достоверные и научно обоснованные результаты в рамках исследования.

Разработка технологии производства экологически чистого хлеба на основе натуральных добавок с целью улучшения технологических свойств муки с высоким количеством выхода является одной из актуальных проблем сегодняшнего дня. В связи с высоким количественным показателем выхода хлебопекарной муки, полученной из местных партий зерна пшеницы, в производстве хлебобулочных изделий широко используются амилолитические ферменты. Они получены из микроорганизмов, и их применение в производстве хлебобулочных изделий частично затрудняет технологический процесс (определение и строгое соблюдение норм ферментных препаратов для партий хлебопекарной муки с различными показателями качества). В данном исследовании вместо них экспериментально изучено влияние различных композиционных смесей с мукой, взвешенной из различных пророщенных зерновых колосовых культур, на свойства хлебопекарной пшеничной муки I сорта. При этом хлеб готовился по рецепту, приведенному в таблице 2 по ГОСТ 27669-88.

Таблица 2.

Эффективно разработанная рецептура смешивания образцов муки, взвешенной из различных зерновых культур, с хлебопекарной пшеничной мукой I сорта

Проведены экспериментальные исследования влияния образцов муки из пророщенных зерен на хлебопекарные свойства муки пшеничной хлебопекарной I сорта в виде различных композиционных смесей и изучена целесообразность добавления до 6,4% муки из пророщенных зерен пшеницы. То есть, в проведенных исследованиях экспериментально установлено, что при частоте падения хлебопекарной пшеничной муки I сорта 606 секунд и ниже, использование муки, взвешенной из пророщенного зерна, в качестве добавки при приготовлении хлеба из нее не должно превышать 7%. Результаты, полученные в ходе экспериментов, представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Влияние смешивания с образцами муки, взвешенной из различных зерен, на хлебопекарные свойства пшеничной муки I сорта

В таблице проанализированы изменения основных технологических и хлебопекарных свойств хлеба, приготовленного в результате добавления муки из зерна (ячменя, овса, пшеницы) разных сортов в различных соотношениях к пшеничной муке I сорта. Результаты показали, что добавление пророщенной зерновой муки оказывает существенное влияние на биохимические и физико-химические показатели хлеба. В то время как влажность в контроле составляла 43,5%, в смесях этот показатель увеличился до 44,1-44,2%. Это связано с высокой водопоглощательной способностью механически поврежденного крахмала, гидролизованных углеводов и особенно гемицеллюлозы и бета-глюканов в пророщенной зерновой муке. Увеличение влажности замедляет скорость высыхания хлеба. Кислотность ядра в контроле составила 3,2, а при добавлении ячменя и овса она увеличилась до 3,4, а при добавлении пророщенной пшеничной муки - до 3,5. Это объясняется повышением активности ферментативных процессов в пророщенном зерне и более интенсивной работой молочнокислых бактерий. Объем хлеба увеличился с 550 см3 в контроле до 580 см3 в ячмене, 600 см3 в овсе и 610 см3 при добавлении пророщенной пшеничной муки. Это связано с активaцией ферментативной системы, усилением газообразования и хорошим удержанием газа каркасом клейковины. Тот факт, что пшеница дает наибольший объем муки, подтверждает ее сильные функциональные свойства.

Пористость увеличилась с 65% в контроле в ячмене до 67%, в овсе до 70%, в пшеничной муке до 71%, что свидетельствует об улучшении сети пузырьков воздуха.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В целом, добавление пророщенной зерновой муки в пшеничную муку I сорта улучшает технологические и органолептические качества хлеба. Особенно положительный эффект оказали пророщенная пшеничная и овсяная мука. Это позволяет устранить проблему высокого количества попадания пшеничной муки, выращенной в засушливом климате, с помощью природных биокатализаторов без синтетических ферментов. Результаты исследования служат важной научной основой для формирования экологически безопасной технологии производства хлеба, соответствующей требованиям "Clean Label."

Список литературы:

1. Eloïse Lancelot, Joran Fontaine, Joëlle Grua-Priol, Alain Le-Bail. Effect of long-term storage conditions on wheat flour and bread baking properties. Food Chemistry, Volume 346, 2021, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128902.
2. Popa, M. & Bostan, Roxana. (2010). Study Regarding Enzymatic Characteristics On The Flour. Annales Universitatis Apulensis Series Oeconomica. 2. 9-9. 10.29302/oeconomica.2010.12.2.9.
3. Peršić, V., Božinović, I., Varnica, I., Babić, J., & Španić, V. (2023). Impact of Fusarium Head Blight on Wheat Flour Quality: Examination of Protease Activity, Technological Quality and Rheological Properties. Agronomy, 13(3), 662. https://doi.org/10.3390/agronomy13030662.
4. El Melki, M. N., Al-Khayri, J. M., Aldaej, M. I., Almaghasla, M. I., El Moueddeb, K., & Khlifi, S. (2023). Assessment of the Effect of Climate Change on Wheat Storage in Northwestern Tunisia: Control of Rhyzopertha dominica by Aeration. Agronomy, 13(7), 1773. https://doi.org/10.3390/agronomy13071773.
5. Электронный ресурс https://www.retail.ru/rbc/pressreleases/td-lfb-chto-oznachaet-markirovka-clean-label-na-produktakh-pitaniya/