CC BY
301
УДК 664.61
Е. В. Вознюк, О. Б. Иванченко, М. Л. Доморощенкова, Р. Э. Хабибуллин
ИССЛЕДОВАНИЕ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ СВОЙСТВ АМАРАНТОВОЙ МУКИ
Ключевые слова: амарантовая мука, влажность, кислотность, газообразующая способность, газоудерживающая спсобность.
В статье представлены результаты изучения хлебопекарных свойств белковой амарантовой муки. Исследованы влажность, кислотность, газообразующая и газоудерживающая способности. В качестве образцов сравнения использовали муку, представленную на рынке Санкт-Петербурга. Все исследуемые образцы имели влажность 5,8-9,8%, кислотность водно-мучной смеси - 6,8-7,2. Белковая амарантовая мука производства «Агрос» показала наиболее высокие показатели газообразующей и газоудерживающей способностей.
Keywords: amaranth flour, humidity, acidity, gas-forming ability, gas-retaining ability.
The article presents the results of studies of the properties of baking protein amaranth flour. Humidity, acidity, gas producing and gas-retaining ability were studied. Flour samples, presented at the St. Petersburg market, were used as reference. All tested samples had humidity 5,8-9,8 %, an acidity of the flour mixture - 6.8-7.2. Protein amaranth flour produced by "Agros"firm showed the highest gas producing and gas-retaining abilities.
Введение
В настоящее время в нашей стране, как показывают статистические данные, потребность в продуктах с повышенной пищевой и биологической ценности, продуктах специализированного и функционального питания удовлетворяется не более чем на 10-20%. Сегодня в России при большом разнообразии продуктов питания и стабильном увеличении потребления хлеба и хлебопродуктов отмечается высокая (80%) доля употребления зерновых продуктов [1].
Одним из путей повышения качества продуктов питания и совершенствования структуры питания населения является введение в рацион новых нетрадиционных видов растительного сырья, содержащих в своем составе сбалансированный комплекс белков, липидов, минеральных веществ, витаминов и обладающих высокими питательными, вкусовыми и лечебно-профилактическими свойствами [2, 3].
Перспективным видом нетрадиционного сырья для получения ассортимента различных пищевых добавок функционального назначения и новых продуктов питания считается амарант багряный рода АтагапЛш. Семена этого растения по содержанию белка, аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ и масла превосходят многие традиционные культуры [4].
Замена 8-10% ржаной муки на амарантовую позволит получить новый, достаточно вкусный сорт хлебопекарной продукции - амарантовый хлеб. Он имеет хорошие органолептические характеристики и более сбалансированный аминокислотный состав по сравнению с обычным хлебом.
Использование амарантовой муки в технологии хлебобулочных изделий в количестве 100% невозможно, т.к. в ней отсутствует клейковина. Вместе с тем, введение ее в рецептуры хлеба для обогащения и частичной замены пшеничной муки целесообразно. С этой целью обычно применяется частично обезжиренная амарантовая мука из амарантового шрота или плющенные зерна амаранта (амарантовые хлопья). Цельнозерновая амарантовая мука содержит большое количество жира, что заметно сни-
жает ее способность к хранению вследствие быстрого прогоркания жира.
Целью данной работы явилось изучение свойств опытной партии амарантовой муки, экспериментально выработанной из семян амаранта и предоставленной для исследований ООО «Агрос» (Калининградская область). Химический состав ее представлен в табл. 1.
Таблица 1 - Химический состав «белковой» амарантовой муки
Показатель Содержание, г/100 г
Белки 20,2
Жиры 3,1
Крахмал 16,7
Клетчатка 3,2
Зола 1,8
В качестве образцов сравнения взяты образцы муки, представленные в торговой сети г. Санкт-Петербурга:
1. «Житница здоровья» цельнозерновая, ИП Ко-лосницин К.В. (г. Тверь)
2. «Масляный король» 300 г, производитель ООО «Виктория», (г. Великий Новгород);
3. «Амарантовая мука 1 сорт» 1 кг, производитель ООО «Агродар БСК» (г. Богучар, Воронежская обл.);
4. «Высокобелковая амарантовая мука» 1 кг, производитель: ООО «Русская олива» (г. Воронеж); С целью определения целесообразного применения продуктов переработки зерна амаранта в хлебопечении с традиционной хлебопекарной мукой исследовали такие показатели качества, как влажность и кислотность, и в трех образцах - газообразующую и газоудерживающую способности - важные показатели для дальнейшего использования муки.
Экспериментальная часть
Одним из важных показателей любого пищевого продукта является влажность, которая в первую очередь обуславливает сроки его хранения [5]. Кроме этого, определение влажности необходимо для расчета дозы воды в рецептуре хлебобулочных из-
делий, т.к. при увеличении содержания влаги при производстве хлеба снижается его выход. Повышение влажности муки всего на 1% приводит к снижению выхода готовой продукции на 1,5%. Кроме этого, повышенная влажность приводит к активизации микрофлоры муки и содержащихся в муке собственных ферментов, что ведет к интенсификации окислительных процессов муки и ее прогорканию.
Действующим в настоящее время стандартом нижний уровень влажности муки не регламентируется, однако в результате практической деятельности было установлено, что низкие значения влажности муки (ниже 12%) нежелательны [6]. Результаты исследований влажности исследуемых образцов муки представлены в таблице 2. Таблица 2 - Массовая доля влаги в муке
Исследуемая мука W, %
«Житница здоровья» (ИП Колосницин К.В.) 9,43±0,16
«Масляный король» (ООО «Виктория») 6,38±0,02
Амарантовая мука 1 сорта (ООО «Агродар БСК») 9,82±0,18
Высокобелковая (пр-во ООО «Русская Олива») 5,80±0,20
Белковая амарантовая мука (пр-во ООО«Агрос») 8,60±0,20
Как видно из полученных результатов, все образцы муки имеют влажность, не превышающую допустимого значения в 15%.
Высокая влагоудерживающая способность всех видов амарантовой муки достигается благодаря высокому содержанию в ней пищевых волокон, составляющему от 3,9 до 16,5 %. Для сравнения: в пшеничной муке в зависимости от сорта процент пищевых волокон изменяется от 3,5 до 11,3 %, в то время как в семенах амаранта этот показатель находится в интервале от 25 до 60% [7].
Вторым важным показателем является титуемая кислотность, которую определяли двумя способами: по водно-мучной смеси и водному экстракту (по водной вытяжке) муки [8,9].
Данные литературы свидетельствуют, что доля белков в зернах амаранта составляет не менее 16 % [10]. В исследуемых образцах амарантовой муки количество белка варьируется от 9,5 до 30 г/100 г продукта. Основу липидного компонента зерна амаранта составляют полиненасыщенные жирные кислоты.
Кислотность муки обусловливается присутствием жирных кислот - продуктов гидролитического расщепления жира муки, кислых фосфатов, и в очень незначительной степени - продуктов гидролиза белков, имеющих кислотный характер, и наличием органических кислот (молочной, уксусной, щавелевой и др.). Результаты оценки кислотности представлены в таблице 3.
Вследствие повышенного содержания в амарантовой муке белков, которые связывают некоторое количество гидроксида натрия, а также адсорбционной способности крахмала результаты могут быть несколько завышены.
Таблица 3 - Показатели кислотности муки
Исследуемая мука по водно- по вод-
мучной ному
смеси экстрак-
XCр, град. ту X, град.
«Житница здоровья» 7,1±0,1 3,2
(ИП Колосницин К.В.)
«Масляный король» (ООО «Виктория») 6,8±0,2 2,0
Амарантовая мука 1 сорта (пр-во ООО «Русская Олива» 6,8±0,1 1,2
Высокобелковая 7,1±0,1 1,2
(пр-во ООО «Русская Олива»)
Белковая амарантовая мука (пр-во ООО «Агрос») 7,2±0,1 1,4
Определение кислотности по водному экстракту дает заниженные результаты, так как жирные кислоты нерастворимы в воде, остаются на фильтре и не участвуют в реакции нейтрализации.
В сравнении с пшеничной и ржаной мукой, амарантовая мука считается кислой. Повышенная кислотность муки обуславливает высокую начальную кислотность теста и быстрое накопление кислот в процессе брожения.
Из-за высокой кислотности амарантовую муку рекомендуется вносить в жидкую опару. Под влиянием веществ, входящих в состав амарантовой муки, повышается сахарообразующая и газообразующая способности муки. Бродильная активность дрожжей заметно возрастает, тем самым уровень требуемой кислотности достигается всего за 70-75 минут.
Мучные изделия с повышенной кислотностью получаются более кислыми, обладают менее развитой пористостью и пониженным удельным объемом, что, безусловно, необходимо учитывать при разработке рецептуры и технологии хлебобулочных изделий.
Газоудерживающая способность обуславливается силой муки и поэтому наряду с газообразующей способностью определяет объем, величину и структуру пористости мякиша хлебобулочных изделий. Оценка газообразующей спсобности необходима еще и с точки зрения разработки рецептуры хлебобулочного изделия, рецептура которых не предусматривает внесение в тесто сахара. В тесте с низкой газообразующей способностью сахара будут сброжены в первые часы брожения и их отсутствие в тесте на конец брожения не обеспечит нормального брожения при расстойке и в первый период нахождения тестевой заготовки в печи [7].
Для определения газообразующей и газоудержи-вающей способности муки было отобрано 3 образца, исходя из ранее полученных результатов:
1. Амарантовая мука 1 сорт (ООО «Агродар БСК») обладает наибольшей долей влаги 9,82±0,18% и наименьшей кислотностью 6,8±0,1 град.;
2. Высокобелковая амарантовая мука (пр-во ООО «Русская Олива») имеет наименьшую долю
влаги 5,80±0,20% и среднюю кислотность 7,1±0,1 град.;
3. Белковая амарантовая мука (пр-во ООО «Аг-рос») имеет среднее значение массовой доли влаги 8,60±0,20% и самое высокое значение титруемой кислотности 7,2±0,1 град.
Исследования проводили способами, адаптированными для данных исследований:
1. в шприцах (для определения газообразующей способности) (рис.1);
2. в мерных цилиндрах (для наблюдения и контроля газоудерживающей способности опары) (рис. 2).
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00
Вредля, ч
высокобелковая —■— белковая мука 1 сор1й
Рис. 1 - Диаграмма газообразующей способности муки
СГ* СП 1Л СГЭ СГ* СП СП сгэ сэ
Вредля, ч
высокобелковая Я белковая п.1ука 1 сори_
Рис. 2 - Диаграмма изменения газоудерживаю-щей способности исследуемых образцов муки
Под газообразующей способностью муки понимают объем диоксида углерода, образующегося за 5 ч брожения теста при температуре 30 °С. Она зависит от содержания собственных сахаров в ней, экстрактов растений, добавок, искусственно вносимых в муку, и ее сахарообразующей способности [11, 12].
Кроме простых сахаров, для нормального развития дрожжей необходимы витамины, минеральные соли, содержащие калий, фосфор, кальций, магний, серу и др., а также доступные для усвоения соединения азота. Основным источником азота для дрожжей служат аминокислоты и соли аммония.
Для проведения исследования готовили опару из 5 г муки и 10 мл дрожжевой суспензии; после замеса в шприцы объемом 5 см3 набирался 1 см3 приготовленной опары, после чего носик шприца запаивался.
Было обнаружено, что по истечении 5 часов брожения наилучшей газообразующей способностью обладает белковая амарантовая мука «Агрос», что, вероятно, связано с оптимальным содержанием в ней белков и сахаробразующих сахаров для жизнедеятельности дрожжей.
Меньше углекислого газа выделилось при использовании образцов муки производства ООО «Русская Олива». Вероятно, это связано с тем, что белковая матрица клеток данной муки амаранта прерывистая, а крахмальные зерна имеют правильную шарообразную форму и покрыты тонким слоем прикрепленного, волокнистого по структуре белка [10].
В процессе исследования газоудерживающей способности муки зафиксировано различное поведение исследуемых образцов: белковая амарантовая мука (пр-во ООО «Агрос») и высокобелковая (пр-во ООО «Русская Олива») в течение первого часа брожения проявляли одинаковую газообразующую способность, в то время как мука 1 сорта (ООО «Агро-дар БСК») проявляла низкую газообразующую способность.
Спустя 90 мин высокобелковая мука, дойдя до отметки 30 мл, прекратила увеличение в объеме и начала опадать, что соответствует избыточной рас-стойке, в то время как опытная партия муки (пр-во ООО «Агрос») продолжала подниматься.
Спустя 5 часов были зафиксированы следующие результаты: опытная партия белковой амарантовой муки достигла максимальной отметки в 50 мл и только затем начала опадать. Опара с амарантовой мукой 1 сорта дошла до 27 мл и опала.
Как показали наши эксперименты, самой низкой среди исследованных образцов газоудерживающей способностью обладает мука высокобелковая (пр-во ООО «Русская Олива»). Объем газа достиг через 60 мин величины 30 мл, после чего наблюдался спад до окончания эксперимента.
Как известно, в зависимости от целевого назначения амарантовая мука может вырабатываться сортовой (1,2,3 сортов), цельносмолотой с отбором и без отбора отрубей. Можно предположить, что исследуемая высокобелковая мука является цельно-смолотой и обладает промежуточной по крупности ассоциатов и степени рыхлости структурой, включающей, в отличие от других видов амарантовой муки, большее количество фрагментов частиц оболочек зерна. Отдельные зерна крахмала соединены между собой отростками белковой природы в различных направлениях в объеме, оставляя часть клетки доступной для воздуха и тем самым формируя рыхлую структуру [10].
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Как следует из данных литературы, амарантовая мука по своему химическому составу и биологической ценности является перспективным продуктом.
2. Амарантовая мука не обладает всеми необходимыми свойствами для использования в качестве самостоятельного сырья при производстве хлебобулочных изделий. Из-за низкой влажности имеет смысл использования амарантовой муки как добав-
ки к пшеничной муке, влажность которой превышает допустимые регламентом значения.
3. За счет высокой кислотности амарантовой муки возможно сокращение длительности процесса брожения без применения ферментных препаратов.
4. По показателю газообразующей способности амарантовая мука может послужить хорошей добавкой к пшеничной муке с сильной клейковиной для улучшения качества полуфабрикатов и готовых изделий.
5. Из-за отсутствия в амарантовой муке белковой фракции - глютена [14] имеет смысл ее применение для создания безглютеновых продуктов, а также использование в качестве отличной добавки для производства галет.
Литература
1. Камышева И.М. Разработка технологий комплексной переработки семян амаранта на пищевые цели // автореферат диссертации канд. тех. наук. СПб., 2000. 39 с.
2. Бадрутдинова М.В., Борисова С.В., Мингалеева З.Ш., Решетник О.А. Изучение возможности замены сахара-песка на высокотехнологичный подсластитель в производстве сдобных булочных изделий // Вестник КГТУ, 2013, Т. 16, N 3- С. 179-182;
3. Гарипова А.Ф., Леонтьева М.А., Насрутдинова Р.А., Ямашев Т.А., Решетник О.А. Применение пряности Nigella sativa в технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки // Вестник КГТУ, 2014, Т. 17, N 22. - С. 241-243.
4. Смирнов С.О. Разработка технологии разделения зерна амаранта на анатомические части и получения из них нативных продуктов: Дис. канд. техн. наук: Москва,
2006 - 215 с.
5. ГОСТ 9404-88. Мука и отруби. Метод определения влажности.
6. Эл.ресурс: [http://hlebinfo.ru/tema-5-vlazhnost-muki.html]
7. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. 9-е изд., перераб. и доп./ Под общ. ред. Л.И. Пучковой. - СПб.: Профессия, 2009. - 416 с.
8. ГОСТ 27493-87. Мука и отруби. Метод определения кислотности по болтушке.
9. Л.П. Ковальская, Г.М. Мелькина, Н.Н. Шебершнева Общая технология пищевых производств: под ред. Л.П. Ковальской.- М.:Колос, 2003.-383с.
10. Шмалько Н.А., Чалова И.А., Моисеенко Н.А., Ромаш-ко Н.Л. Особенности микроструктуры и химического состава продуктов переработки зерна амаранта // Техника и технология пищевых производств - 2011.-N» 1 (20). [эл.ресурс: http://fptt-journal.ru/stories/archive/20/11 .pdf]
11. Борисова С.В., Богова М.М., Решетник О.А., Махму-това Е.А., Аюпова А.Н. Влияние экстракта стевии на подъемную силу хлебопекарных дрожжей // Вестник КГТУ, 2015, Т. 18, N 18.- С. 270-271.
12. Халиуллина Г.А., Самигуллина А.Ф., Богова М.М., Борисова С.В., Решетник О.А. Влияние природного углеводного сырья на подъемную силу хлебопекарных прессованных дрожжей // Вестник КГТУ, 2015, Т. 18, N 18. - С. 272-273.
13. Пащенко Л.П. Кульнева Н.Г., Демченко В.И. Новые дополнительные ингредиенты в технологи хлеба, кондитерских и макаронных изделий/ ВГТА. - Воронеж, 1999. - 87 с.
14. Жаркова И.М., Мирошниченко Л.А., Звягин А.А., Бавыкина И.А. Амарантовая мука: характеристика, сравнительный анализ, возможности применения // Вопр. питания. - 2014. - № 1. - С. 67-73
© Е. В. Вознюк - магистр высшей школы биотехнологии и пищевых технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, [email protected]; О. Б. Иванченко - к.б.н., доцент Высшей школы биотехнологии и пищевых технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, [email protected]; М. Л. Доморощенкова -к.т.н., зав.отделом производства пищевых растительных белков и биотехнологии ВНИИЖиров, [email protected]; Р. Э. Хаби-буллин - д.т.н., профессор кафедры технологии мясных и молочных продуктов КНИГУ, [email protected].
© E. Voznyuk - master's degree of the GSBFS of Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University, vev [email protected]; O. Ivan-chenko - candidate of biological sciences, associate professor of the GSBFS of Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University, [email protected]; M. Domoroshchenkova - candidate of technical sciences associate professor of All-Russia Scientific Research Institute of Fats, [email protected]; R. Khabibullin - doctor of technical sciences, professor of the Department of meat and dairy products technology of Kazan National research technological university (KNRTU), [email protected].
