ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЛАГОВОЙ КИСЛОТЫ, ВЫДЕЛЕННОЙ ИЗ ПЛОДОВ Maclura pomifera, НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛЕБНОГО ТЕСТА

АННОТАЦИЯ

В данной статье исследовано влияние эллаговой кислоты, выделенной из плодов Maclura pomifera, на реологические свойства хлебного теста. В ходе исследования образцы теста, приготовленные из хлебопекарной пшеничной муки первого сорта, оценивались при концентрациях эллаговой кислоты в диапазоне 0,01–0,10 % с использованием прибора Mixolab 2. Результаты показали, что концентрация эллаговой кислоты 0,05 % обеспечивает наиболее оптимальные показатели по водопоглотительной способности теста, стабильности замеса, качеству клейковины, активности амилазы и процессам ретроградации крахмала. Полученные данные подтверждают возможность применения эллаговой кислоты в хлебопечении в качестве природного и безопасного улучшителя.

ABSTRACT

This article investigates the effect of ellagic acid isolated from Maclura pomifera fruit on the rheological properties of bread dough. In the study, dough samples prepared from first-grade bread wheat flour were evaluated at ellagic acid concentrations ranging from 0.01 to 0.10% using a Mixolab 2 instrument. The results demonstrated that a 0.05% ellagic acid concentration provided the most optimal indicators in terms of dough water absorption capacity, mixing stability, gluten quality, amylase activity, and starch retrogradation behavior. The obtained findings confirm the potential application of ellagic acid as a natural and safe improver in bread production.

Ключевые слова: хлебное тесто, реологические свойства, Maclura pomifera, эллаговая кислота, клейковина, Mixolab, природный улучшитель.

Keywords: bread dough, rheological properties, Maclura pomifera, ellagic acid, gluten, Mixolab, natural improver.

Введение: Производство качественной, стабильной и длительно хранящейся хлебобулочной продукции на хлебопекарных предприятиях, особенно в условиях жаркого климата, является одной из важнейших задач. Изменение климата и неоднородность качества сырья усиливают необходимость обеспечения стабильного качества продукции в промышленном масштабе. В связи с этим с целью улучшения технологических свойств хлебопекарной муки и реологических характеристик теста, а также повышения объёма, структуры и органолептических показателей хлеба широко применяются различные улучшители [1].

Улучшители химической природы (эмульгаторы, гидроколлоиды, окислители и восстановители), несмотря на их эффективность в повышении стабильности теста и качества готовой продукции, в ряде случаев связаны с риском образования токсичных соединений, таких как акриламид и 3-MCPD, в процессе выпечки. В этой связи особую значимость приобретает углублённое изучение влияния таких добавок на безопасность потребления [2].

В процессах помола муки и замеса теста изменения сульфгидрильных и дисульфидных связей белков оказывают непосредственное влияние на структуру глютена (клейковины) и способность теста удерживать газ. Установлено, что окислительное воздействие, в частности образование H₂O₂, может существенно изменять реологические свойства теста. Кроме того, некоторые химические добавки способны приводить к повышению гликемических показателей и образованию нежелательных побочных продуктов [3].

Несмотря на то что международные нормативные документы (FAO/WHO, ЕС и FDA США) регламентируют безопасные уровни применения пищевых добавок, среди потребителей наблюдается устойчивый рост спроса на натуральные альтернативы синтетическим ингредиентам. Формирование аромата хлеба также тесно связано с составом ингредиентов, условиями ферментaции и выпечки и является важным фактором, определяющим качество продукции.

Указанные обстоятельства свидетельствуют о необходимости пересмотра безопасности химических добавок, применяемых в хлебопечении, и расширения использования натуральных, экологически чистых улучшителей. В этой связи исследование влияния природных соединений, полученных из растительного сырья, на реологические и качественные показатели хлебного теста представляет собой актуальную научно-практическую задачу.

Материалы и методы: В связи с этим целью исследования являлось научно обоснованное изучение влияния эллаговой кислоты, выделенной из плодов Maclura pomifera, на реологические свойства хлебного теста, а также оценка возможностей её применения в процессе производства хлебобулочных изделий в качестве природной альтернативы.

Для достижения поставленной цели в работе были использованы отечественные и международные стандарты, а также комплексные научно-исследовательские методы. В частности, с целью оценки влияния эллаговой кислоты, выделенной из плодов Maclura pomifera, на реологические свойства хлебного теста, физико-механические и реологические показатели теста определяли с использованием прибора Mixolab 2 (Chopin Technologies, Франция) в соответствии со стандартом NF ISO 5725 (ISO 27971:2015) [12–14].

Результаты и обсуждение: Эллаговая кислота, вступая во взаимодействие с белками клейковины, активизирует превращение сульфгидрильных групп в дисульфидные связи, в результате чего структура клейковины упрочняется. Данный процесс способствует улучшению структурно-механических свойств теста, его газоудерживающей способности и способности сохранять форму, что приводит к увеличению объёма хлеба и снижению расплываемости подовых изделий. Указанный эффект имеет особое практическое значение для муки с пониженными хлебопекарными свойствами и клейковиной, характеризующейся повышенной растяжимостью и липкостью.

В настоящем исследовании влияние эллаговой кислоты, выделенной из плодов Maclura pomifera, на реологические свойства хлебного теста было комплексно оценено с использованием экспериментальных методов. Водопоглотительная способность теста, время его образования и стабильность, растяжимость [4], а также механическая прочность определялись с применением современных приборов и оборудования, таких как фаринограф, экстензограф, альвеограф, Mixolab и реометр.

На первоначальном этапе исследования были проанализированы технологические свойства образца хлебопекарной муки первого сорта, полученной из отобранных местных сортов пшеницы. Результаты анализа представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Технологические показатели качества образца хлебопекарной пшеничной муки первого сорта

Сравнительный анализ данных, представленных в таблице 1, показал, что пшеничная хлебопекарная мука первого сорта, произведённая на предприятиях АО «G‘alla-Alteg» и АО «Toshkentdonmahsulot», в целом соответствует действующим нормативным требованиям, однако отличается по ряду технологических показателей. В частности, содержание клейковины в муке АО «G‘alla-Alteg» составляет 28 %, что свидетельствует о более высокой способности теста к формированию структуры и удержанию газа, тогда как в муке АО «Toshkentdonmahsulot» данный показатель равен 27 % и оценивается как технологически удовлетворительный.

По показателю ИДК, характеризующему качество клейковины, в муке АО «G‘alla-Alteg» зафиксировано значение 98 условных единиц, что указывает на относительно мягкую структуру клейковины, тогда как значение 95 условных единиц, полученное для муки АО «Toshkentdonmahsulot», свидетельствует о несколько более стабильной структуре клейковины.

Обсуждение: Результаты сравнительного анализа показали, что пшеничная хлебопекарная мука первого сорта производства АО «Toshkentdonmahsulot» обладает относительно более высокими хлебопекарными свойствами [5], что подтверждает возможность получения хлебобулочных изделий с большим объёмом и хорошо развитой пористостью. В то же время для муки АО «G‘alla-Alteg» зафиксированы сравнительно более низкие хлебопекарные характеристики, что указывает на необходимость дополнительной технологической оптимизaции в процессе её использования.

В связи с этим было признано целесообразным проведение более углублённого исследования реологических свойств теста, приготовленного из муки АО «G‘alla-Alteg», которая по результатам сравнительного анализа характеризовалась относительно более низкими хлебопекарными показателями. В результате на основе данного образца муки были проведены комплексные экспериментальные исследования с использованием прибора Mixolab 2, в ходе которых была оценена влияние эллаговой кислоты, выделенной из плодов Maclura pomifera, на реологические свойства теста, в том числе на структурные характеристики клейковины, выраженные показателем ИДК [6].

Результаты экспериментальных исследований, полученные с использованием указанного прибора, представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Оценка влияния концентрaции эллаговой кислоты на реологические свойства теста из образца хлебопекарной муки первого сорта с использованием индексных профилей Mixolab (по шкале 1–9)

Результаты, представленные в таблице 4.2, полученные при исследовании влияния эллаговой кислоты в различных концентрaциях на процесс замеса теста из пшеничной муки первого сорта производства АО «G‘alla-Alteg» с использованием прибора Mixolab 2, соответствуют значениям C1–C5, предусмотренным протоколом Mixolab. Сравнительный анализ результатов исследования показал, что концентрaция эллаговой кислоты 0,05 % является наиболее эффективной по показателям индексных профилей Mixolab [7]. При данной концентрaции эллаговой кислоты тесто характеризовалось более высокими показателями эластичности и механической устойчивости, улучшенными свойствами клейковины и её вязкости, оптимальной активностью амилазы, а также повышенной стабильностью ретроградaции крахмала по сравнению с другими исследуемыми образцами.

Заключение. Концентрaция эллаговой кислоты 0,05 % рекомендуется как технологически оптимальная и наиболее эффективная для повышения качества хлебобулочных изделий. Для подтверждения полученных результатов целесообразно проведение экспериментальных исследований по оценке влияния применения эллаговой кислоты в процессе производства хлеба на технологические и органолептические показатели качества готовой продукции. Проведение данных исследований позволит улучшить качество хлебобулочных изделий, производимых в Республике, и разработать научно обоснованные рекомендaции для их промышленного применения.

Список литературы:

1. Kaur, N., & Halford, N. G. (2023). Reducing the Risk of Acrylamide and Other Processing Contaminant Formation in Wheat Products. Foods, 12(17), 3264. https://doi.org/10.3390/foods12173264. 1-25 р.
2. Maher A, Nowak A. Chemical Contamination in Bread from Food Processing and Its Environmental Origin. Molecules. 2022 Aug 24;27(17):5406. doi: 10.3390/molecules27175406. PMID: 36080171; PMCID: PMC9457569.1-33 р.
3. Nand Ooms, Jan A. Delcour. How to impact gluten protein network formation during wheat flour dough making, Current Opinion in Food Science, Volume 25, 2019, Pages 88-97, https://doi.org/10.1016/j.cofs.2019.04.001.
4. Liu, Rui & Xing, Yanan & Zhang, Yingquan & Zhang, Bo & Jiang, Xuju & Wei, Yimin. (2015). Effect of mixing time on the structural characteristics of noodle dough under vacuum. Food Chemistry. 188. 10.1016/j.foodchem.2015.04.045.
5. Xiang-Yu Wang, Xiao-Na Guo, Ke-Xue Zhu. Polymerization of wheat gluten and the changes of glutenin macropolymer (GMP) during the production of Chinese steamed bread. Food Chemistry, Volume 201, 2016, Pages 275-283, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.01.072.
6. Liao, Yue & Miller, RA & Hoseney, Russell. (1998). Role of Hydrogen Peroxide Produced by Baker's Yeast on Dough Rheology 1. Cereal Chemistry - CEREAL CHEM. 75. 612-616.
7. Thannoun R. (2022). Effect Of Addition Of L-Ascorbic Acid To Wheat Bread Dough On Blood Glucose Response, Glycemic Index And Glycemic Load In Normal Subject. Journal of Pharmaceutical Negative Results. 570-584. 10.47750/pnr.2022.13.S08.73.