CC BY
2605.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства (технические науки) DOI: 10.25712^Ш2072-8921.2019.04.006 УДК 664.691-047.37
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ИНГРЕДИЕНТА НА КАЧЕСТВО МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗ МУКИ ПШЕНИЧНОЙ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ВЫСШЕГО СОРТА
Е.С. Гришина, К.А. Ступаченко
Статья посвящена изучению влияния муки амарантовой на качество макаронных изделий из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта. Из -за дефицита твердых сортов пшеницы как во всем мире, так и в России, все чаще для производства макаронных изделий находит применение мука из мягких сортов пшеницы, в частности, мука хлебопекарная высшего сорта. Целью исследования являлось установление оптимальной дозировки в макаронное тесто муки амарантовой для возможности улучшения реологических свойств теста, а также органолептических и физико-химических показателей качества макаронных изделий. В ходе исследования пользовались методами, утвержденными в соответствующей нормативно-технической документации. По результатам лабораторных исследований установлено, что для макаронных изделий из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта оптимальным является введение в тесто муки амарантовой на уровне 15% от общего количества муки в рецептурной смеси. При данной дозировке цвет макаронных изделий улучшается, становится более насыщенным. Также улучшаются варочные свойства изделий в сравнении с контрольным образцом, в качестве которого выступают макаронные изделия, приготовленные из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и воды. Улучшение варочных свойств макаронных изделий с выбранной оптимальной дозировкой в тесто муки амарантовой обусловлено наличием в ее составе серосодержащих аминокислот, вступающих в окислительно -восстановительные реакции взаимопревращений их сульфгидрильных связей с дисульфидными связями клейковинных белков пшеничной муки. В результате протекания этих реакций наблюдается накопление дополнительных прочных ковалентных связей в белке пшеничной клейковины.
Ключевые слова: питание, качество, безопасность, макаронные изделия, мука хлебопекарная, мука амарантовая, растительный ингредиент, полноценный белок, незаменимые аминокислоты, пищевая ценность.
На состояние здоровья человека, его активность и продолжительность жизни, умственную и физическую работоспособность наиболее существенное влияние оказывают продукты питания. Нарушения пищевого рациона, экономические и социальные изменения, ухудшение экологической ситуации в настоящее время вызывают стабильную тенденцию по ухудшению показателей здоровья среди различных социальных и возрастных групп населения Российской Федерации [13]. В связи с этим целью государственной политики в области здорового питания является сохранение и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием. Для претворения в жизнь данной цели необходимо решение ряда задач, одной из которых является расширение отечественного производства основных видов продовольственного сырья, отвечающего современным требованиям качества и безопасности [16].
Улучшая качество продуктов питания,
следует учитывать безопасность применяемых пищевых добавок и впоследствии готовой продукции, в состав которой входит данный компонент. Под безопасностью пищевой продукции понимают ее состояние, свидетельствующее об отсутствии недопустимого риска, связанного с вредным воздействием на человека и будущие поколения [20].
Известно, что наряду с хлебобулочными изделиями, макаронные изделия являются востребованным продуктом питания среди населения России, что дает предпосылки для улучшения качества данного вида продукции [10]. Постоянное присутствие в потребительской корзине населения высококачественных макаронных изделий, вырабатываемых преимущественно из муки, получаемой из твердых сортов пшеницы, обусловлено их высокой пищевой ценностью (приготовленное блюдо из 100 г сухих макаронных изделий удовлетворяет суточную потребность человека в белках и углеводах в среднем на 10-15%), высокой усвояемостью белков и углеводов, способностью к длительно-
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ИНГРЕДИЕНТА НА КАЧЕСТВО МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗ МУКИ ПШЕНИЧНОЙ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ
ВЫСШЕГО СОРТА
му хранению без изменения свойств (более года), а также простотой и быстротой приготовления [14].
Основным сырьем для производства макаронных изделий является мука из твердых сортов пшеницы, мука из мягких сортов пшеницы и мука пшеничная хлебопекарная [6-9], а также вода. К дополнительному сырью относятся различного рода вкусовые и обогатительные добавки [14].
Получение традиционных высококачественных макаронных изделий обусловлено, прежде всего, применением для их производства высших сортов крупитчатых продуктов помола зерна твердой пшеницы, называемой крупкой [14]. Однако в связи с дефицитом твердых сортов пшеницы как во всем мире, так и в РФ, и с ее высокой стоимостью, для производства макаронных изделий часто применяется мука из мягких сортов пшеницы, в частности, мука хлебопекарная высшего сорта [5, 8, 13, 14]. Также это обусловлено и тем, что российская пшеница твердых сортов не отличается высококлассными характеристиками [5, 11].
Макаронные изделия, вырабатываемые из муки хлебопекарной высшего сорта, отличаются высокой калорийностью и низкой пищевой ценностью [14]. Для улучшения показателей качества таких макаронных изделий находят широкое применение различные улучшители, часто химической природы. Однако такого рода улучшители могут оказывать негативное влияние на организм человека. В связи с этим разрабатываются рецептуры макаронных изделий из муки хлебопекарной высшего сорта с использованием натуральных улучшителей. К ним относятся различного рода растительные порошки, нетрадиционные виды муки. Натуральные улучшители позволяют снизить содержание в рецептуре изделий энергоемких компонентов, улучшить показатели качества изделий, обогатить их пищевыми волокнами, минеральными веществами и витаминами [17].
В настоящее время на кафедре продуктов питания и пищевой биотехнологии ФГБОУ ВО Омского ГАУ ведется работа по разработке макаронных изделий из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта с добавлением растительного ингредиента, в качестве которого используется мука амарантовая.
Целью данного исследования являлось установление реперных точек дозировки муки амарантовой в рецептурные смеси макаронных изделий при условии соответствия
готовой продукции традиционным или некритично измененным органолептическим характеристикам.
В сравнении с мукой из твердых сортов пшеницы для макаронных изделий мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта содержит в своем составе меньшее количество белка - на 6,4%, что в натуральном выражении составляет 0,7 г/100г муки [19]. Известно, что основную долю белков, входящих в состав муки из твердых сортов пшеницы для макаронных изделий, составляют нерастворимые белки, образующие клейковину. К этим белкам относятся глиадин и глютенин [14]. Именно клейковина в макаронном производстве является основным структурообразующим компонентом макаронного теста и именно от ее свойств зависят структурно-механические характеристики теста и качественные показатели готовой продукции [11, 14].
Макаронные изделия, произведенные с применением муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта, уступают по качеству макаронным изделиям, произведенным из муки, полученной из твердых сортов пшеницы. При варке таких изделий повышается степень их слипаемости и уменьшается прочность, увеличивается объем поглощенной воды и количество сухих веществ, перешедших в варочную воду [14].
С целью улучшения варочных свойств макаронных изделий из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта, а также улучшения реологических свойств теста при замесе, необходим подбор сырья с повышенным содержанием белка, а также способным упрочнять клейковинный каркас.
Известно, что глютенин и глиадин, образующие клейковинный каркас в тесте, не являются однородными белками, а состоят из многих субъединиц, различающихся по структуре, молекулярной массе и другим свойствам. Субъединицами данных белков являются аминокислоты, соединенные между собой пептидными связями. Важную роль в упрочнении клейковины играет цистеин, являющийся биогенной серосодержащей аминокислотой, в состав которой входит сульфгидрильная (-БИ-) группа. В процессе взаимодействия серосодержащих аминокислот происходит окисление сульфгидрильных (-БИ-) связей и образование дисульфидных (-ББ-) связей-мостиков (рисунок 1). При этом дисульфидные (-ББ-) связи могут скреплять разные участки одной белковой молекулы (внутримолекулярные связи) и соединять между собой белковые образования (меж-
молекулярные связи). Главным образом прочность структуры белковых веществ обусловлена наличием дисульфидных связей наряду с водородными связями [2].
Согласно научным исследованиям, мука амарантовая способна упрочнять клейковину пшеничного теста, улучшая тем самым его упругоэластичные свойства за счет содержания в ней серосодержащих аминокислот. За счет повышения содержания в тесте
серосодержащих аминокислот, входящих в состав муки амарантовой, наблюдается накопление дополнительных прочных кова-лентных связей (Бв-группировок) в белке пшеничной клейковины. Кроме того, крахмал амарантовой муки отличается чрезвычайно маленькими размерами крахмальных гранул и высоким содержанием амилопектина, что обеспечивает повышение водоудерживаю-щей способности [3, 9, 18].
Н2Ы
СООН +н
СООН
Н + Н2Ы
Н2С—БН
нэ—сн2
-2Н
+2Н
СООН СООН н21\1—|— Н Н2М——Н Н2С—Э-Э-СНг
Цистеин Цистеин Цистин
Рисунок 1 - Образование дисульфидной связи при взаимодействии двух молекул цистеина
Наряду с этим, благодаря применению муки амарантовой в технологии макаронных изделий из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта, возможно повышение их биологической и пищевой ценности. Это объясняется тем, что в муке амарантовой содержится больше белка, причем на 30% он состоит из незаменимых аминокислот, относящихся к разряду эссенциальных веществ [3, 12]. Среди незаменимых аминокислот белка муки амарантовой лидирующее место занимают метионин, лизин и триптофан. В зерне амаранта лизина содержится в 30 раз больше, чем в пшеничном зерне, что очень важно, так как для муки, полученной из пшеничного зерна, лизин является первой лимитирующей аминокислотой [1].
50% липидов муки амарантовой представлено полиненасыщенной жирной кислотой ы-6. Наличие в составе липидов мощнейшего антиоксиданта сквалена, обладающего противоопухолевым действием и высокой антиоксидантной активностью, является исключительным свойством данного вида муки [1, 3, 18].
Для приготовления образцов макаронных изделий и проведения экспериментальных исследований были использованы мука амарантовая, мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта и вода питьевая.
Макаронное тесто готовили путем смешивания вышеуказанных рецептурных компонентов при постепенном увеличении дозировки муки амарантовой от 5% до 20%. В качестве контрольного образца изготавливали макаронные изделия без добавления муки амарантовой по традиционной рецептуре [4, 15]. Применяли холодный замес по температуре воды (30°С) и мягкий замес по влажно-
сти теста (32,5%). Тесто формовали в виде домашней лапши.
Органолептические и физико-химические показатели макаронных изделий определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 31964-2012 «Изделия макаронные. Правила приемки и методы определения качества» [7].
В ходе экспериментальных исследований была выявлена оптимальная дозировка муки амарантовой в макаронное тесто.
На первом этапе исследования определяли влияние муки амарантовой на органо-лептические показатели макаронных изделий [7]. Цвет изделий изменялся по мере увеличения дозировки муки амарантовой - становился темнее (рисунок 2). Существенных различий во вкусе и запахе макаронных изделий выявлено не было. По мере увеличения дозировки муки амарантовой в тесто не наблюдалось также изменение их формы, однако при дозировке муки в 20% тесто хуже поддавалось формованию, отформованные изделия обладали повышенной липкостью. Данная дозировка также оказывает негативное влияние на цвет изделий - они становятся серыми, не соответствующими потребительским свойствам. Таким образом, оптимальной дозировкой муки амарантовой, не оказывающей негативного влияния на орга-нолептические показатели макаронных изделий, является дозировка в 15%.
Физико-химические показатели макаронных изделий оценивали по влажности, кислотности, сохранности формы сваренных изделий и количеству сухого вещества, перешедшего в варочную воду [7]. Данные показатели представлены в таблице 1.
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ИНГРЕДИЕНТА НА КАЧЕСТВО МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗ МУКИ ПШЕНИЧНОЙ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ
ВЫСШЕГО СОРТА
Рисунок 2 - Влияние дозировки муки амарантовой на цвет макаронных изделий (1 - контроль, 2 - 5%, 3 - 10%, 4 - 15%, 5 - 20%)
Таблица 1 - Физико-химические показатели качества макаронных изделий с различным процентным отношением муки амарантовой в рецептурной смеси
Наименование показателя Дозировка муки амарантовой, %, от рецептурного количества муки
Контроль 5 10 15 20
Влажность, % 13,6 13,2 12,8 12,5 13,8
Кислотность, град 1,8 1,8 1,6 1,6 1,9
Сохранность формы, % 80 80 90 100 80
СВ, перешедшее в варочную воду, % 8,4 6,9 7,1 7,8 8,1
По мере увеличения дозировки муки амарантовой в рецептурную смесь наблюдается улучшение физико-химических показателей качества макаронных изделий. Однако такая тенденция наблюдается при увеличении дозировки до 15% включительно. Дозировка муки амарантовой в количестве 20% негативно влияет на физико-химические показатели: влажность изделий составляет 13,8%, что не соответствует требованиям нормативно-технической документации [6]. Повышение влажности обусловлено внесением большего количества воды в рецептурную смесь, так как при данной дозировке связывание воды частицами мучной смеси происходит труднее. Показатель сохранности формы изделий после варки составляет 80%, что также не соответствует требованиям нормативно-технической документации [6].
Из данных таблицы видно, что количество сухих веществ, перешедших в варочную воду, в контрольном образце составляет 8,4%. При внесении муки амарантовой от 5% до 20% данный показатель сначала снижается, а затем снова возрастает. Известно, что чем меньше потери сухих веществ изделий при варке, тем лучше их качество, что обусловлено прочностными свойствами клейковины, способной удерживать клейстеризую-щиеся зерна крахмала муки [14]. В сравнении с четвертым образцом макаронных изделий,
дозировка муки амарантовой в котором составляет 15%, в образцах с дозировками в 5% и 10% данный показатель ниже, однако эти образцы не соответствуют требованиям нормативно-технической документации по показателю сохранности формы сваренных изделий [6].
Таким образом, наилучшие физико-химические показатели качества, не противоречащие утвержденным нормам [6], характерны для образца макаронных изделий, дозировка муки амарантовой в котором составляет 15%. Влажность таких изделий составляет 12,5%, кислотность - 1,6 град, сохранность формы - 100%, количество сухих веществ, перешедших в варочную воду - 7,8%. Именно эта дозировка способна благоприятно влиять на клейковину пшеничного теста.
Дальнейшее увеличение дозировки муки амарантовой в рецептурную смесь ухудшает физико-химические показатели макаронных изделий, вероятно, за счет сдвига pH смеси в более кислую зону, более благоприятную для действия собственных протеаз муки, негативно влияющих на качество клейковины [9]. Сдвиг pH смеси в более кислую зону обуславливается за счет увеличения содержания жира в рецептурной смеси, что подтверждает возрастание кислотности до 1,9 град.
Результатом данного исследования явился подбор оптимальной дозировки муки
амарантовой в тесто для производства макаронных изделий из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алабина Н.М. Консервированные продукты для геродиетического питания [Текст] / Н.М. Алабина, Г.В. Володзько, В.И. Дроздова, Н.И. Ко-стромина // Хлебопродукты. - 2012. - №5. - С. 3435.
2. Ауэрман, Л.Я. Технология хлебопекарного производства.9-ое издание, перераб. и доп. / Л.Я. Ауэрман, Л.И. Пучкова. - СПб.: Профессия, 2005. -416 с.
3. Бегеулов, М.Ш. Применение амарантовой муки в хлебопечении [Текст] / М.Ш. Бегеулов // Хлебопродукты. - 2019. - №8. - С.41-45.
4. Витол, И.С. Введение в технологии продуктов питания / И.С. Витол, В.И. Горбатюк, Э.С. Го-ренков и др.; под ред. А.П. Нечаева. - М.: ДеЛи плюс, 2013. - 720 с.
5. Гончаров, С.В. Перспективы развития российского рынка твердой пшеницы / С.В. Гончаров, М.Ю. Курашов // Вестник Воронежского государственного университета. - 2018. - №2. - С. 6б-75 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://vestmk.vsau.ru/wp-content/uploads/2018/07/66-75.pdf
6. ГОСТ 31743-2017. Изделия макаронные. Общие технические условия. - М.: Стандартин-форм, 2017. - 12 с.
7. ГОСТ 31964-2012. Изделия макаронные. Правила приемки и методы определения качества. - М.: Стандартинформ, 2014. - 19 с.
8. Грязина, Ф.И. Применение натуральных добавок в технологии макаронных изделий / Ф.И. Грязина // Вестник Марийского государственного университета. - 2015. - №2. - С. 14-17 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-naturalnyh-dobavok-v-tehnologii-makaronnyh-izdeliy
9. Дерканосова, Н.М. Исследование функционально-технологических свойств смесей пшеничной и амарантовой муки [Текст] / Н.М. Дерканосова, А.А. Доронина, А.А. Стахурлова, М.С. Гинс // Хлебопродукты. - 2015. - №11. - С. 59-61.
10. Долматова, И.А. Исследование показателей качества обогащенных макаронных изделий / И.А.Долматова, Т.Н. Зайцева, Г.Д. Иванова, К.М. Персецкая // Молодой ученый. - 2015. - №6. - С. 148-152 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://moluch.ru/archive/86/16328/
11. Жугина, А.Е. Использование картофельного сока в производстве макаронных изделий
[Текст] / А.Е. Жугина, Г.А. Осипова, М.В. Марехина // Хлебопродукты. - 2014. - №5. - С. 55-58.
12. Магомедов, Г.О. Мучные композитные безглютеновые смеси [Текст] / Г.О. Магомедов, А.Я. Олейникова, Т.А. Шевякова, И.В. Плотникова, Д.В. Седых // Хлебопродукты. - 2014. - №1. - С. 46-48.
13. Малютина, Т.Н. Исследование влияния нетрадиционного вида муки на качество макаронных изделий из мягкой пшеницы [Текст] / Т.Н. Малютина, В.Ю. Туренко // Вестник ВГУИТ. - 2016. -№4. - С. 166-171.
14. Медведев, Г.М. Технология макаронного производства: учебник для вузов. - М.: Колос, 2000. - 272 с.
15. Осипова, Г.А. Технология макаронного производства: учеб. пособие для вузов. - Орел: Орел ГТУ, 2009. - 152 с.
16. Распоряжение Правительства РФ от 25 октября 210 г. N 1873-р «Об основах государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 года». - Введ. - 2010. - 11 - 11.
17. Родионов, Ю.В. Влияние порошка пастернака на качественные показатели лапши и макаронных изделий [Текст] / Ю.В. Родионов, С.И. Данилин, М.А. Митрохин, М.В. Утешев, Н.Н. Моча-лин, И.В. Иванова // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. - 2017. - №1. - С. 56-61.
18. Семенкина, Н.Г. Использование амарантовой муки в производстве слоеных хлебобулочных изделий [Текст] / Н.Г. Семенкина, О.Е. Тюрина, И.А. Никитин, Е.В. Филатова // Хлебопродукты. - 2018. - №3. - С. 42-45.
19. Скурихин, И.М. Химический состав российских пищевых продуктов: справочник / И.М. Скурихин, В.А. Тутельян. - М.: ДеЛипринт, 2002. -236 с.
20. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». - Утв. - 2011. - 12 - 09.
Гришина Елена Сергеевна, канд. техн. наук, доцент кафедры продуктов питания и пищевой биотехнологии ФГБОУ ВО «Омский ГАУ», 644008, г. Омск, ул. Институтская площадь, 1, тел. (3812) 65-01-57, e-mail:
es. grishina@omgau. org.
Ступаченко Кристина Александровна, магистрант кафедры продуктов питания и пищевой биотехнологии ФГБОу ВО «Омский ГАУ», 644008, г. Омск, ул. Институтская площадь, 1, тел. (3812) 65-01-57, e-mail: stu-pachenko.kristina@mail.ru.
