CC BY
6
УДК 664.663.4: 664.663.9
DOI 10.24412/2311-6447-2023-3-25-31
Изучение влияния безглютеновой мучной смеси и корня лопуха на пористость и энергетическую ценность хлеба
Studying the effect of gluten-free flour mixture and burdock root on the porosity and energy value of bread
Доцент С.Г. Боев (ORCID 0000-0002-1497-7256), студент И.В. Беляева (ORCID ID 0000-0002-2093-2695),
Юго-Западный государственный университет, кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, тел. +7 (4712) 32-46-66,
доцент В.Н. Трубников (ORCID 0000-0002-4831-0433) Курская государственная сельскохозяйственная академия, кафедра процессов и машин в агроинженерии, тел. +7 (4712) 39-61-21, aja491vn@yandex.ru
Associate Professor S.G. Boev, Student I.V. Belyaeva, South-West State University, tel. (4712)32-46-66, tt-kstu@yandex.ru
Associate Professor V.N. Trubnikov Kursk State Agricultural Academy, tel. (4712)39-61-21, aja491vn@yandex.ru
Аннотация. Изучены возможности применения нетрадиционного растительного сырья - муки из корня лопуха с добавлением псиллиума и безглютеновой смеси в процессе выпекания безглютенового хлеба обогащенного, определено влияние на показатели качества изготовленных образцов. Изучены полученные образцы безглютенового хлеба обогащенного, изготовленные с внесением различных концентраций муки из корня лопуха и безглютеновой мучной смеси с содержанием псиллиума - шелухи семени подорожника. Муку из корня лопуха и псиллиум добавляли в количестве 5-15 % к массе безглютеновой мучной смеси непосредственно при проведении замеса муки. Исследовали изготовленных образцов определили некоторые физико-химические показатели и энергетическую ценность хлеба. Полученные результаты показали, что при внесении добавки корня лопуха происходит уменьшение пористости по сравнению с контрольным образцом. Полученные значения уменьшения пористости в контрольном и образце 1 соответствуют нормативным значениям. Была проведена оценка пищевой ценности, которая показала, что при добавлении нетрадиционного растительного сырья наблюдается появление витаминов группы B и некоторых микроэлементов, а также клетчатки. По полученным показателям наилучшим является образец с заменой основного сырья на 5 % добавки корня лопуха. Данная концентрация является самой оптимальной для использования вносимых продуктов для обогащения при получении безглютенового хлеба.
Abstract. In the presented article, the possibilities of using non-traditional vegetable raw materials -burdock root flour with the addition of psyllium and a gluten-free mixture in the process of baking enriched gluten-free bread, determining the impact on the quality indicators of the prepared samples were studied. To achieve this goal, the obtained samples of gluten-free enriched bread, made with the introduction of various concentrations of burdock root flour and gluten-free flour mixture containing psyllium - psyllium husk, were studied. Burdock root flour and psyllium were added in an amount of 5-15 % to the mass of the gluten -free flour mixture directly during the flour kneading. In the course of the study of the manufactured samples, some physical and chemical indicators and the energy value of bread were determined. The results obtained showed that when adding the burdock root additive, the porosity decreases in comparison with the control sample. The obtained values of the decrease in porosity in the control and sample 1 correspond to the standard values. In the course of the work, a nutritional value assessment was carried out, which showed that when non-traditional plant materials are added, the appearance of B vitamins and some trace elements, as well as fiber, is observed. Taking into account that according to the obtained indicators, the sample with the replacement of the main raw material with 5 % burdock root additive is the best, we can conclude that this concentration is the most optimal for using the introduced products for enrichment, when obtaining gluten-free bread.
Ключевые слова: беглютеновая мука, псиллиум, корень лопуха, пористость, энергетическая ценность
Keywords: gluten-free flour, psyllium, burdock root, porosity, energy value
© С.Г. Боев, И.В. Беляева, В.Н. Трубников, 2023
Исследовали влияние безглютеновой мучной смеси рисовой, кукурузной, пшенной муки и растительного сырья - муки корня лопуха с добавлением шелухи семян подорожника на некоторые органолептические, физико-химические показатели и пищевую ценность получаемых образцов продуктов. Дали оценку влияния внесения муки корня лопуха в безглютеновую смесь из рисовой, кукурузной и пшенной муки на пористость, энергетическую и пищевую ценность полученных образцов.
Некоторые исследователи из университета Бразилии и Института агрохимии и пищевых технологий Испании предлагают обогащение белком муки на основе риса, «состоящей из белковых изолятов казеина и альбумина, а также трансглютаминазы для укрепления белковых сетей» [1]. Ими был разработан метод для оптимизации безглютеновой рецептуры, подходящей для выпечки хлеба.
В ряде литературных источников встречается описание применения различных ингредиентов из других видов псевдозлаков. Исследователи Дана Эльгети, Себастьян Д. Нордлоне приводят данные о том, что матрица безглютенового хлеба и стабильность его пены сильно зависят от выбора ингредиентов. Авторы изучали влияние белой муки киноа на параметры качества хлеба, в частности на объем. «Псевдозлаки оказались подходящим субстратом для аэрации теста с помощью дрожжей, так как значительно больше глюкозы и выше активность ферментов а-глюкозидазы были обнаружены по сравнению с рисовой и кукурузной мукой». Из этого следует, что белая мука киноа использовалась для замены части рисовой и кукурузной муки это улучшило качество безглютенового хлеба за счет использования белой муки киноа [2].
В обзорной статье авторов Ванесса Д. Каприлеса, Фернанда Г., Хосе -Альфредо Г. Ареасб основное внимание уделяется современным подходам, которые используются для увеличения содержания питательных веществ и биологически активных соединений в безглютеновом хлебе (GFB), и подчеркивается использование богатых питательными веществами альтернативных сырьевых материалов, питательных и функциональных ингредиентов и их комбинаций. Авторы указали, что на современном этапе «немногие исследования посвящены обогащению микронутриентами при GFB» [3].
В исследованиях Э.А. Пьяниковой и А.Е. Ковалева предложены также различные варианты замены пшеничной муки на безглютеновые компоненты и сахар на сахарозаменители в рецептурах безглютеновых мучных изделий. «В ходе исследований было разработано два варианта рецептур, в которых классическое сырье для бисквитов было заменено: осуществлялась полная замена пшеничной муки, яиц и сахара» [4]. «Пшеничная мука заменялась на муку овсяную, кукурузную и кукурузный крахмал, яйца в двух образцах заменялись на нутовую муку, сахар - на сахаро-заменитель Fit-Parad» [4].
Перспективность использования корней лопуха в качестве добавки в рецептуры продуктов и как самостоятельный продукт показана в других исследованиях. Исследователи Таиса Менезеш Алвес Мороа, Кэролайн Мантовани Челегаттиа предлагают «использование муки из корней лопуха в качестве пребиотического ингредиента в печенье» [5]. «В корнях лопуха высокое содержание фруктоолигосахаридов и фенольных соединений; однако его использование в качестве ингредиента пищевых продуктов ограничено, исследование было направлено на получение муки из корня лопуха и оценку ее потенциала в качестве пребиотического ингредиента в печенье» [5].
А Тохтиева Л.Х., Тохтиева Э.А. использовали муку из корня лопуха в хлебопечение. «Лопух отличается уникальным химическим составом. В рецептуре хлеба часть муки была заменена порошком из корня лопуха: 5, 10, 15 %» [6].
Матвеевой И.В. и Нестеренко В.А. разработана рецептура сахарного печенья с использованием амарантовой муки, являющейся перспективным нетрадиционным растительным безглютеновым сырьём, обладающим высокой пищевой и биохимиче-
ской ценностью за счет содержания витаминов, макро-и микроэлементов, минералов, заменимых и незаменимых аминокислот, протеинов, полиненасыщенных жирных кислот, холина, желчных кислот, спиртов, стероидов и сквалена, что определяет её лечебно-профилактические свойства. Установлено, что замена 20 % амарантовой муки картофельным крахмалом обеспечивает безглютеновое печенье наилучшими показателями качества, уступая только традиционному из пшеничной муки [7].
Одним из показателей физико-химических свойств булочных изделий является пористость, которая определяется по ГОСТ 5669-96 с помощью пробника Журавлёва. Этот показатель определяют для хлебобулочных изделий, масса которых более 0,2 кг.
Ход проведения анализа следующий: кусок, шириной не менее 7 см, вырезают из центральной части лабораторного образца. На расстоянии не менее 1 см из мякиша проводят выемку цилиндром прибора. Смазанный маслом острый край цилиндра вращательными движениями вводят в мякиш куска. Затем цилиндр, заполненный мякишем, укладывают на лоток таким образом, чтобы ободок цилиндра плотно входил в прорезь, имеющуюся в лотке. После примерно на 1 см мякиш хлеба выталкивается втулкой до стенки лотка и отрезается у края цилиндра.
Для изделий из пшеничной муки производят три выемки, а из ржаной -четыре.
Пористость П вычисляют по формуле
П= у -100, (1)
где V - общий объем выемок хлеба, см3; т - масса выемок, г; р - плотность беспористой массы мякиша.
Пищевая ценность булочного изделия определяется количеством входящих в него продуктов, усвояемостью, степенью сбалансированности по пищевым веществам (при оптимальном соотношении между ними). При кулинарной обработке происходит изменение массы и влажности продукта. Изменение сухих веществ при технологической обработке Сс в процентах рассчитывают по формуле
Мг-Вг
Сс _ Ы. В,
100 , (2) где Мг - масса готового булочного изделия, г; В- содержание сухих веществ в 100 г готового булочного изделия, г; Ми- масса исходного продукта или смеси исходных продуктов, г; Ви- содержание сухих веществ в 100 г исходного продукта или в 100 г смеси исходных продуктов, г.
В большинстве случаев Сс < 100 % вследствие того, что часть пищевых веществ распадается, остается на оборудовании или извлекается. Степень сохранности любого пищевого компонента Св в процентах вычисляют по формуле
°В = ^ , (3)
где Дг - содержание пищевого компонента в 100 г сухого вещества готового булочного изделия, г или мг; Дг - содержание пищевого компонента в 100 г сухого вещества исходного продукта или смеси исходных продуктов, г или мг.
Содержание пищевого компонента Д в граммах на 100 г продукта (в пересчете на сухое вещество) находят по формуле
Д=К/В, (4)
где К - содержание искомого вещества в 100 г продукта, г или мг; В - содержание сухих веществ в том же продукте, г или мг.
[одставляя в формулу (4) соответствующие значения Д, вычисленные по формуле (5), рассчитывают степень сохранности искомого вещества Св в процентах по формуле
11г К, 100
°Е = , (5)
Величину потерь искомого вещества Пв в процентах находят по формуле
П= = 100- 100"' , (6)
Сохранность пищевого вещества Св и сохранность массы (выход) См в процентах вычисляют по формулам
100 - П, (7)
где П - потери на различных стадиях технологического процесса, кг.
См= 100 - Пм , (8)
где Пм - общие потери муки на начальной стадии, кг.
Содержание искомого пищевого вещества в готовом булочном изделии Кг граммах или миллиграммах на 100 г съедобной части по формуле
Кг = 011 , (9)
где Ки - содержание вещества в 100 г полуфабриката, г или мг; Св - сохранность вещества при тепловой обработке, %; См- сохранность массы изделия при тепловой обработке, %.
Расход всех видов сырья на отдельные полуфабрикаты, входящих в состав булочного изделия, с учетом потерь на приготовление С в г на сухое вещество определяют по формуле
С
С" _ 100
(10)
где пп- масса сырья в натуре, г; С - содержание сухих веществ, %. Сухие вещества в каждом виде сырья, включенного в рецептуру, определяют с учетом массовой доли воды в 100 г продукта.
Расход всех видов сырья (в сухих веществах) Сп, включенных в булочное изделие, в граммах определяют по формуле
(11)
С? С- _
где , , - масса сырья в сухих веществах отдельных компонентов булочного
изделия, г.
Пищевая ценность белков, жиров и углеводов (в граммах на 100 г продукции) и калорийность (в килокалориях) определяется по формуле
А = (Б + У)-4 + Ж9, (12)
где Б - белки; У - углеводы в г на 100 г продукции; Ж - жиры; 4 - калорический коэффициент для белков и углеводов;9 - калорический коэффициент для жиров.
Такой показатель как пористость характеризует важное свойство изделия - его усвояемость. Инструментально пористость хлебобулочных изделий определяли по ГОСТ 5669-96 с помощью пробника Журавлева. Пробник Журавлева представлен на рис. 1.
Образец-21[ 5 -%-замены1 10-%^мены^
- ■ 1.Ш
■ ИВ ■:
Рис. 1. Определение пористости безглютенового хлеба пробником Журавлева
Пористость определяли по формуле (1), %: контроль - 56,93; образец 2 - 56,33; образец 3 - 47,37; образец 4-41,08
Вносимые добавки уменьшают пористость безглютенового хлеба. Пористость находится в пределах нормы, для контрольного образца и образца 1, так, как согласно ГОСТ 34835—2022 пористость мякиша не менее 50%, норма для безглютено-вых хлебобулочных изделий.
Продукты питания оцениваются по пищевой, биологической и энергетической ценности. Пищевая ценность продукта предполагает содержание в продукте пищевых веществ и степень их усвоения организмом, а также вкусовые достоинства.
Биологическая ценность отражает, прежде всего, качество белков в продукте, их аминокислотный состав, перевариваемость и усвояемость организмом. В более широком смысле в это понятие включают содержание в продукте других жизненно важных веществ (витамины, микроэлементы, незаменимые жирные кислоты). Для расчета пищевой ценности изделий применяли калькулятор калорийности. Это может помочь узнать энергетическую ценность (количество калорий) интересующих продуктов. Для расчета 100 г съедобной части хлеба и хлебобулочных изделий необходимо знать количество внесенного сырья (табл. 1).
Таблица 1
Расчет пищевой ценности контрольного образца безглютенового хлеба
Продукт Вес, г Белки, г Жиры, г Углеводы, г Калорийность, ккал
Мука рисовая 150 10,5 0,8 117 517,5
Мука кукурузная 150 10,5 2,3 108 495
Мука пшенная 100 11,5 3,5 58 330
Крахмал кукурузный 50 - - 42,5 176,5
Крахмал картофельный 50 - - 39 155
Дрожжи 3 1,5 0,2 1,2 12,3
Гуаровая камедь 10 0,5 0,1 8,6 2,3
Сода пищевая 2 0 0 0 0
Соль 1,5 0 0 0 0
Вода 240 0 0 0 0
Сироп топинамбура 5 0 0 3,3 13,4
Итого 761,5 34,5 6,9 377,6 1525,5
Итого на 100 г 100 4,53 0,9 49,58 200,32
Вещества, содержащиеся в хлебобулочных изделиях, хорошо усваиваются в организме. Это объясняется тем, что булочное изделие имеет эластичный и пористый мякиш. Пористая структура мякиша и данное состояние веществ становятся легкодоступными для действия ферментов пищеварительного тракта человека (табл. 2).
Таблица 2
Расчет пищевой безглютенового хлеба с внесением 5 % муки корня лопуха и псилли-ума от массы муки
Продукт Вес, г Белки, г Жиры, г Углеводы, г Калорийность, ккал
Мука рисовая 142 10,7 0,7 113,6 511,2
Мука кукурузная 142 0 2,1 102,2 482,8
Мука пшенная 96 11 3,4 55,7 316,8
Крахмал кукурузный 50 - - 42,5 176,5
Крахмал картофельный 50 - - 39 155
Дрожжи 3 1,5 0,2 1,2 12,3
Гуаровая камедь 10 0,5 0,1 8,6 2,3
Сода пищевая 2 0 0 0 0
Соль 1,5 0 0 0 0
Вода 240 0 0 0 0
Сироп топинамбура 5 0 0 3,3 13,4
Псиллиум 10 0,7 0,2 0,9 21,8
Корень лопуха 10 0,2 0 1,4 7,2
Итого 761,5 13,9 6,7 266,2 1522,8
Итого на 100 г 100 1,82 0,87 34,95 199,97
На рис. 2 представлен расчет витаминов, микро- и макронутриентов безглюте-нового хлеба контрольного образца в процентном соотношении от суточной нормы витаминов и минералов для взрослого человека. Для расчета количества витаминов, микро- и макроэлементов изделий применяли расчетный метод, а именно онлайн-калькулятор.
Рис. 2. Расчет витаминов, микро- и макронутриентов безглютенового хлеба контрольного образца
На рис. 3 представлен расчет витаминов, микро- и макронутриентов безглютенового хлеба с внесением 5 % муки корня лопуха и псиллиума от массы муки.
Хлеб безглютеновый с корнем лопуха и псиллиум
Количество 100 г 0
Макронутриенты
Калории йн 223.2 |
Белки £ 3.2 г
Жиры | 0.9 г |
Углеводы Я 48.4 г !
до 3776 до 25
8.9% 2.8% 1.1% 14.8% 1.9% 0.5%
Рис. 3. Расчет витаминов, микро- и макронутриентов безглютенового хлеба с внесением 5 % муки корня лопуха и псиллиума от массы муки
Сравнив данные рис. 2, 3, можно увидеть, что содержание микроэлементов преобладает в изделии, обогащенном корнем лопуха и псиллиумом. В обогащенном изделии появляются витамины группы В, и некоторые микроэлементы, а также клетчатка.
Проверка в лабораторных условиях подтвердила эффективность применения муки корня лопуха, при изготовлении безглютенового хлеба. Наилучший образец по показателям - это образец с заменой 5 % муки на продукты корня лопуха и псиллиу-ма. Он может быть рекомендован к внесению в рацион человека исходя из индивидуальных функциональных особенностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Protein enrichment and its effects on gluten-free bread characteristics/ C.R. Storck, et al. // LWT - Food Science and Technology. 2013. Vol.53. P. 346-354.
2. Volume and texture improvement of gluten-free bread using quinoa white flour/ D. Elgeti, et al.//Journal of Cereal Science. 2014. Vol.59. P. 41-47.
3. Gluten-free breadmaking: Improving nutritional and bioactive compounds/ V.D. Capriles, et al. //Journal of Cereal Science. 2016. Vol.67. P. 83-91.
4. Исследование влияния рецептурных ингредиентов на пищевую ценность бисквитов безглютеновых/Э.А. Пьяникова, и др.// Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания, 2022. № 1, С. 2329. DOI 10.24412/2311-6447-2022-1-23-29
5. Use of burdock root flour as a prebiotic ingredient in cookies/ T.M.A. Moro et al.// LWT - Food Science and Technology. 2018. Vol. 90. P. 540-546. https:// doi.org/10.1016/j.lwt.2017.12.059
6. Использование корня лопуха в хлебопечении/ Л.Х., Тохтиева, Э.А. Тохтие-ва // Агропромышленные технологии Центральной России. 2018. Выпуск 3. №9. С. 21-26.
7. Использование амарантовой муки в производстве безглютеновых изделий / И.В. Матвеева, В.А. Нестеренко // Хлебопродукты, 2011. - № 12. - С. 48-49.
REFERENCES
1 Protein enrichment and its effects on gluten-free bread characteristics/ C.R. Storck, et al. // LWT - Food Science and Technology. 2013. Vol.53. P. 346-354.
2 Volume and texture improvement of gluten-free bread using quinoa white flour/ D. Elgeti, et al.//Journal of Cereal Science. 2014. Vol.59. P. 41-47.
3 Gluten-free breadmaking: Improving nutritional and bioactive compounds/ V.D. Capriles, et al. //Journal of Cereal Science. 2016. Vol.67. P. 83-91.
4 Issledovanie vliyaniya recepturnyh ingredientov na pishchevuyu cennost' bis-kvitov bezglyutenovyh [Investigation of the effect of prescription ingredients on the nutritional value of gluten-free biscuits] E.A. P'yanikova, i dr. Tekhnologii pishchevoj i pererabatyvayushchej promyshlennosti APK-produkty zdorovogo pitaniya. 2022. No 1, pp. 23-29. (Russian). DOI 10.24412/2311-6447-2022-1-23-29
5 Use of burdock root flour as a prebiotic ingredient in cookies/ T.M.A. Moro et al.// LWT - Food Science and Technology. 2018. Vol. 90. P. 540-546. https:// doi.org/10.1016/j.lwt.2017.12.059
6. Ispol'zovanie kornya lopuha v hlebopechenii [The use of burdock root in baking] Tohtieva L.H., Tohtieva E.A. Agropromyshlennye tekhnologii Central'noj Rossii. 2018. Vypusk 3. No 9. pp. 21-26. (Russian). DOI 10.24888/2541-7835-2018-9-21-25
7. Ispol'zovanie amarantovoy muki v proizvodstve bezglyutenovykh izdeliy [The use of amaranth flour in the production of gluten-free products] I.V. Matveeva, V.A. Nesterenko Khleboprodukty, 2011. - No 12. - pp. 48-49 (Russian).
