CC BY
42
УДК 664.644.9
Б01: 10.15587/2312-8372.2019.162674
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ 1НУЛ1НУ З ЦИКОР1Ю НА СТРУКТУРНО-МЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ПШЕНИЧНОГО Т1СТА
Бондаренко Ю. В., Бiлик О. А., Кочубей-Литвиненко О. В., Халжова Е. Ф., Фаiн А. В.
1. Вступ
До^дження останнiх рокiв показали, що в харчуваннi населення Украши юнуе проблема дефiциту полiсахаридiв, що призводить до розвитку рiзних захворювань - таких, як серцево-судиннi, шлунково-кишкового тракту, цукровий дiабет [1, 2]. Одним iз важливих полiсахаридiв, що мае пребютичш властивостi, е шулш, який в значнiй кiлькостi мютиться в топiнамбурi, яконi, кульбабi, лопуш, цикорiю, скорцонерi [3-5]. Iнулiновмiсними продуктами актуально збагачувати пшеничний хлiб як продукт масового споживання. В цьому напрямку були проведет дослщження [6], в яких рекомендовано обмежитися дозуванням шулшу в рецептурi пшеничного хлiба 5 % до маси борошна. У роботi [7] автори використовували iнулiн у технологи безглютенового хлiба. Дослiдниками працi [8] було оптимiзовано рецептуру пшеничного хлiба на основi сумiсного використання карбонату кальцiю та шулшу. У дослщженнях [9] встановлено закономiрностi формування структурно-механiчних властивостей тюта за дозування порошкiв iнулiну з тотнамбуру та цикорiю в кшькост 2,5 i 5,0 г на 100 г пшеничного борошна. А у робот [10] вщзначено, що застосування шулшу у рецептурi виробiв з обойного борошна може бути обмежене дозуванням 15 %. Виходячи з цього, актуально провести дослщження щодо встановлення максимально можливого дозування шулшу в рецептуру хиба з пшеничного сортового борошна, обгрунтовуючи його вплив на реолопчш властивостi тюта. Тому об'ектом дослгджень у робот е тюто з пшеничного борошно першого сорту, в рецептуру якого включено шулш з цикорш. А метою дослгджень е встановлення впливу шулшу з цикорш на формування структурно--мехашчних властивостей тюта.
2. Методика проведення дослщжень
У дослщженнях використовували шулш з цикорш «СоБисга» (Бельпя). 1нулш з цикорiю - це розчинне харчове волокно, що екстрагуються з коренiв цикорiю. 1нулш - природний полiсахарид, що складаеться iз залишкiв D-фруктози (до 96 %), сполучених мiж собою Р-2-1-глжозидним зв'язком. Iнулiн е низькокалоршним (1,3 ккал/г) пребiотичним волокном, бiфiдостiмулятором в кишечнику. Ця сировина мае вигляд бшого порошку, ледь солодкуватого на смак, мютить 96,3 % сухих речовин, 92,3 % з яких представлен шулшом.
Для оцшювання якостi хлiба з доданням шулшу з цикорш та встановлення и технологiчно можливого дозування проводили пробне лабораторне виткання. Пiд час дослщження готували тiсто з борошна першого сорту з
внесенням шулшу в кшькосл 5, 10 та 15 % до маси борошна. Контрольним був зразок за такою рецептурою: борошно пшеничне першого сорту - 100 г, дрiжджi - 3 %, сiль - 1,5 %. Тiсто замiшували в тютомюильнш машинi Esher (Iталiя) 4 хв на першш швидкостi та 7 хв - на другш. Тюто готували безопарним способом з масовою часткою вологи тiста - 41 %. За перiод бродiння проводили обминання тiста через 60 та 120 хв тсля замiшування. Оброблення тюта здiйснювали вручну, вистоювання тiстових заготовок проводили у вистшнш шафi за температури 38±2 °С i вщноснш вологостi 78±2 % до готовности Вироби випiкали в шафовiй печi за температури 220240 °С iз зволоженням пекарно! камери.
Якють хлiба ощнювали за фiзико-хiмiчними (питомий об'ем, кислотнiсть) та органолептичними показниками (зовншнш вигляд, стан поверхнi скоринки, структура пористосп, смак, запах) [11]. Газоутримувальну здатнiстъ тюта визначали - за змшою питомого об'ему 100 г тюта в цилiндрi протягом бродшня тiста [12]. Пружньо-еластичш характеристики т1ста вивчали на фаринографi фiрми «Brabender» (Швецiя) та альвеографi фiрми «Chopins» (Францш) [12]. Результата експериментальних дослщжень тддавалися статистичнш обробщ, реалiзованоi за допомогою стандартних пакепв програм Microsoft Office.
3. Результати досл1джень та обговорення
Структурно-механiчнi властивост тiста визначаються балансом мiж його пружно-еластичними та в'язко-пластичними характеристиками. Пружш властивост тiста гальмують розвиток його об'ему. Поряд з цим сприяють збереженню сформованими тiстовими заготовками форми. Еластичнють тiста обумовлюе утворення пiноподiбноi структури, що вiдiграе важливу роль у формуванш пористостi та об'ему виробiв. Понижена або надмiрна еластичнють тюта призводить до зменшення об'ему хлiба.
Результати дослiджень, отриманi за допомогою фаринографа (табл. 1) свщчать, що у разi додавання шулшу тдвишуеться водопоглинальна здатнiсть тiста, напевне внаслщок вищо! гiдрофiльноi здатностi фруктози, що е складовою iнулiну. Це зумовлюе подовження утворення тюта у разi внесення шулшу на 9,5-16,5 vß.
Таблиця 1
Структурно-мехашчш властивост тiста за фаринографом, n=3, р<0,95
Показники Контроль Внесено шулшу, % до маси борошна
5 10 15
Консистенщя, од. приладу 500 500 500 500
Водопоглинальна здатшсть, см3/100 г 57,5 57,4 61,1 63,9
Тривалють утворення, хв 2,5 13 16,5 19,0
Еластичнють, од. приладу 140 200 260 120
Стабшьшсть, хв 5,0 10 15 20
Розрщження протягом замюу, 15 хв од. приладу 70 10 20 35
При дозуваннi iнулiну, порiвняно з контролем розрщження тiста зменшуеться, а у разi дозування 5 та 10 % до маси борошна шулшу
покращуеться еластичнють тiста. Бiльша еластичнiсть тюта з iнулiном пов'язана з тим, що утвореш розчини проникають у структуру бшково!' молекули, вiдбуваються певш змiни в структурi молекул бшка та утворення комплексiв фруктози, що входить до складу шулшу, з бшком. Внесення 15 % шулшу внаслiдок вищо1 гiдрофiльноi здатностi зумовлюе зменшення води для набухання клейковини, що погiршуе гiдратацiю бiлкiв, тдвищуе iх пружнiсть. Внаслiдок того, що шулш при контактi з водою зумовлюе утворення бшьш в'язкоi рщ^' фази тiста, нiж в контрол^ це зменшуе його розрiдження.
Даш альвеограм (табл. 2) свiдчать про зниження пружност та питомоi роботи деформацп у разi внесення шулшу в тюто. При збiльшеннi дозування шулшу знижуються пружно-еластичнi властивостi тюта, про що свiдчить зменшення вщношення Р/Ь.
Таблиця 2
Вплив шулшу на пружно-еластичт властивост тюта (за альвеографом), n=3, р<0,95
Показники Контроль Внесено шулшу, % до маси борошна
5 10 15
Пружшсть, Р, мм 113 111 78 70
Розтяжнють, L, мм 77 46 38 33
P/L М7 2,41 2,05 1,88
Площа альвеограми, S, см2 19,5 15,1 13,7 14,6
Питома робота деформавд, W 10 одиниць альвеографа 346 219 121 121
Розтяжнють тюта в значнш Mipi залежить вщ його еластичносп. Зважаючи на це, можна передбачити кращу газоутримувальну здатнють зpазкiв тюта, що за альвеографом мали бтьший показник pозтяжностi. Для пщтвердження цього дослщжували змши об'ему тiста в мipному цилiндpi на 500 см за температури 30 °С протягом 4 год бродшня. Встановлено (рис. 1), що при внесены 5 % шулшу спостергаеться покращання питомого об'ему тюта на 10 % по вщношенню до контролю. Це зумовлено покращанням еластичносп тюта, поряд з певним укршленням клейковинного каркасу. При збтьшент дозування шулшу зменшуеться питомий об'ем тюта за рахунок розвитку бшьш пружшх властивостей тюта.
г 2.75 ъ 2.8
с, 2.7 ,а тс 2.6 2.5
* 2.5 -£ 2.4 ° 2.3 им 2.2 I 2.1 2.5 2.4 2.3
—( 2 Контроль 5% 10% 15%
Рис. 1. Питомий об'ем тюта
Тютова система поряд з пружно-еластичними мае в'язко-пластичш властивостi. Залишкова деформацiя, що накопичуеться в ньому пiд час бродшня зумовлюе змiщення шарiв тюта вiдносно один одного внаслiдок руйнацп структурно!' сiтки. Надмiрна в'язкiсть тюта призводить до недостатньо! розпушеностi м'якушки, товстих стiнок пор. Низька в'язюсть може призвести до руйнування стшок пор, злиттям дрiбних пор, утворення нерiвномiрноi крупно! пористостi. Встановлено (рис. 2), що тюто з 5 % шулшу розпливаеться дещо бшьше, нiж контроль, а при збшьшенш дозування спостерiгаеться менше розпливання внаслщок пiдвищення в'язкостi тiста та укршлення клейковини i це може зумовлювати формування бiльшого показника вiдношення висоти до дiаметра (Н/Д) подового хлiба.
Рис. 2. Розпливання кульки тюта
Яюсть хлiбобулочних вироб1в, !х питомий об'ем, формостшюсть, структура i еластичшсть м'якушки в значнш мiрi залежать вщ структурно-механiчних властивостей тюта. Отримаш закономiрностi впливу шулшу на формування структурно-мехатчних властивостей тюта зумовлюють формування якост готових вироб1в (табл. 3, рис 4).
Таблиця 3
Вплив шулшу з цикорш на яюсть готових виробiв, п=3, р<0,95_
Назва показника Контроль Внесено шулшу з цикор1ю (за сухими речовинами) % до маси борошна
5 10 15
1 2 3 4 5
Питомий об'ем, см3/г 3,36 3,67 3,29 2,86
Формостшюсть, H/D 0,41 0,47 0,51 0,57
Пористють, 0 72 74 72 71
Пенетращя м'якушки, од. приладу 108 120 88 51
Стан поверхн Гладка без трщин та тдрив1в
Кол1р скоринки Св1тлий Св1тло-жовтий Золотисто-жовтий Жовтий
Бшьш Бшьш
Стан м'якушки Еластична Еластична пружна, шж контроль 1 зразок 2 пружна, шж попередш зразки
Продовження таблиц 3
1 2 3 4
Структура пористосп Др1бна, р1вном1рна, розвинена, тонкостшна Середня, р1вном1рна, розвинена, тонкостшна
Смак 1 аромат Властивий даному виробу, без зайвих присмаюв та запах1в
Контроль 5 % 10 % 15 %
а
Контроль 5 % 10 % 15 %
б
Контроль 5 % 10 % 15 %
в
Рис. 3. Фото хлба контрольного зразка та з додаванням шулшу з цикорк» в кшькосп 5, 10, 15 % до маси борошна а - формового; б - формового в розрiзi; в - подового
За результатами пробного лабораторного вишкання встановлено, що при дозуванш шулшу 5 % до маси борошна питомий об'ем виробiв з шулшом був бшьший, нiж контрольного зразка на 8,5 %. Це можна пояснити тим, що внесення в тюто шулшу покращуе його еластичнють та дозволяе отримати бшьший об'ем готових виробiв та покращуе бродильну активнють дрiжджiв за рахунок збагачення фруктозою рщко1 фази тюта.
При дозуванш 10 % до маси борошна питомий об'ем виробiв знижуеться, але всього на 2 %, в той час, як у зразку з 15 % шулшу питомий об'ем знижуеться на 15 %. За цього дозування спостергаеться значне шдвищення формостшкост готових виробiв, що зумовлено шдвищенням пружнiх характеристик тюта при дозуванш шулшу 10 % та бшьше. Це припущення шдтверджують змiни структурно-механiчних властивостей м'якушки виробiв, а саме органолептично вiдзначено, що зi зростанням дозування iнулiну шдвишуеться пружнiсть м'якушки виробiв. Результати пенетращ м'якушки виробiв пiдтверджують зростання ïï пружнiх характеристик. Так, при дозуванш ^лшу 10 % до маси борошна - на 18,5 %, а за дозування 15 % до маси борошна - на 52 %.
4. Висновки
Результати проведених дослiджень доводять ефективнiсть використання iнулiну для покращання якостi готових виробш за дозування 5 % до маси борошна. Для бшьшого збагачення хшбобулочних виробiв харчовими волокнами рекомендовано використовувати дозування iнулiну 10 % до маси борошна, але застосовувати при цьому технолопчш заходи для покращання якосп виробiв.
Встановлено, що зменшення питомого об'ему виробiв та шдвищення пружних характеристик м'якушки е обмежувальними факторами застосування в рецептурi виробiв iнулiну в кшькост бiльше 10 % до маси борошна.
Встановлено, що додавання шулшу з цикорш зумовлюе зростанню пружних властивостей тюта, особливо у разi шдвищення дозування шулшу бшьше 10 %. Шдвищення дозування шулшу з цикорш до 15 % i бшьше поряд з шдвищенням пружних характеристик знижуе еластичнють тюта, що зумовлюе значне попршання об'ему виробiв.
Лггература
1. Башта А. О., 1вчук Н. П. Перспективи використання iнулiновмiсноï сировини в профшактищ нешфекцшних хронiчних захворювань. Розробка технологiï пшеничного хиба з пiдвищеною харчовою щннютю // Проблемы старения и долголетия. 2016. Т. 25, № 2. С. 222-229
2. Теренда Н. О. Смертнють вщ серцево-судинних захворювань як державна проблема // Вюник наукових дослiджень ДВНЗ «Тернопшьський державний медичний унiверситет iменi I. Я. Горбачевського». 2015. №2 4. С. 11-13.
3. Inulin-type fructans: A review on different aspects of biochemical and pharmaceutical technology / Apolinario A. C., de Lima Damasceno B. P. G., de Macêdo Belträo N. E., Pessoa A., Converti A., da Silva J. A. // Carbohydrate Polymers. 2014. Vol. 101. P. 368-378. doi: http://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.09.081
4. Cummings J. H., Macfarlane G. T., Englyst H. N. Prebiotic digestion and fermentation // The American Journal of Clinical Nutrition. 2001. Vol. 73, Issue 2. P. 415— 420. doi: http://doi.org/10.1093/ajcn/73.2415s
5. Liu J., Willfor S., Xu C. A review of bioactive plant polysaccharides: Biological activities, functionalization, and biomedical applications // Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre. 2015. Vol. 5, Issue 1. P. 31-61. doi: http://doi.org/10.1016/j.bcdf2014.12.001
6. Morris C., Morris G. A. The effect of inulin and fructo-oligosaccharide supplementation on the textural, rheological and sensory properties of bread and their role in weight management: A review // Food Chemistry. 2012. Vol. 133, Issue 2. P. 237-248. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.01.027
7. Influence of inulin on physical characteristics and staling rate of gluten-free bread / Ziobro R., Korus J., Juszczak L., Witczak T. // Journal of Food Engineering. 2013. Vol. 116, Issue 1. P. 21-27. doi: http://doi.org/10.1016/jjfoodeng.2012.10.049
8. Salinas M. V., Puppo M. C. Optimization of the formulation of nutritional breads based on calcium carbonate and inulin // LWT - Food Science and Technology. 2015. Vol. 60, Issue 1. P. 95-101. doi: http://doi.org/10.1016/jlwt.2014.08.019
9. Fibre enrichment of wheat bread with Jerusalem artichoke inulin: Effect on dough rheology and bread quality / Rubel I. A., Pérez E. E., Marn^, ,e G. D., Genovese D. B. // Food Structure. 2015. Vol. 3. P. 21-29. doi: http://doi.org/10.1016/j.foostr.2014.11.001
10. Sirbu A., Arghire C. Functional bread: Effect of inulin-type products addition on dough rheology and bread quality // Journal of Cereal Science. 2017. Vol. 75. P. 220-227. doi: http://doi.org/10.1016/jjcs.2017.03.029
11. Lebedenko T. Ie., Pshenyshniuk H. F., Sokolova N. Iu. Tekhnolohiia khlibopekarskoho vyrobnytstva. Praktykum: textbook. Odessa: Osvita Ukrainy, 2014. 392 p.
12. Tekhnokhimichnyi kontrol syrovyny ta khlibobulochnykh i makaronnykh vyrobiv: textbook / ed. Drobot V. I. Kyiv: NUKhT, 2015. 902 p.
