CC BY
1505.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства (технические науки) DOI: 10.257127ASTU.2072-8921.2020.04.004 УДК 664.7
СУХИЕ БЕЗГЛЮТЕНОВЫЕ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРЕЧИХИ И АМАРАНТА ДЛЯ ДЕТЕЙ СТАРШЕ ТРЁХ ЛЕТ С НЕПЕРЕНОСИМОСТЬЮ ГЛЮТЕНА
С. А. Урубков, С. С. Хованская, С. О. Смирнов
Диетотерапия является одним из основ лечения органов пищеварения. Распространенность непереносимости глютена превышает уровень заболевания целиакии и примерно оценивается в 6 % от общей численности населения. Соблюдение безглютеновой диеты напрямую влияет на эффективность лечения непереносимости глютена. Из-за ограниченного ассортимента рекомендуемых продуктов и блюд безглютеновая диета нередко нарушается, особенно больными детского возраста. В связи с этим актуальна разработка новых видов специализированной безглютеновой продукции, позволяющей расширить рацион питания больных с непереносимостью глютена. Данное исследование посвящено созданию композиций сухих безглютеновых смесей с использованием гречихи и амаранта с включением плодовоовощного и ягодного сырья, предназначенных для питания детей старше трёх лет с непереносимостью глютена. При разработке композиций использовали различные комбинации гречневой и амарантовой муки, а также плодово-ягодных и овощных порошков. Содержание гречневой муки изменялось в диапазоне от 15 до 75 %, амаранта от 15 до 50 %, плодовоовощных и ягодных порошков не превышало 10 %. Сухие безглютеновые смеси использовали для приготовления кексов из гречихи и амаранта. Органолептическая оценка показала, что полученные образцы безглютеновых кексов имеют хорошие качественные характеристики, имеют приятный вкус и аромат. Согласно расчётным данным, специализированные кексы, приготовленные из сухих безглютеновых смесей, предназначенных для детей старше трёх лет с непереносимостью глютена, могут служить важным источником углеводов (от 35,04 до 36,87 г/100г готовой продукции), растительного белка (от 8,58 до 9,51/100 г готовой продукции), пищевых волокон (от 3,47 до 4,18/100 г готовой продукции), а также энергии (от 212,5 до 301,3 ккал/100 г готовой продукции). Разработанные композиции сухих безглютеновых смесей и продукция из них могут способствовать обеспечению детей адекватным количеством пищевых веществ и энергии.
Ключевые слова: амарант, безглютеновая продукция, гречиха, зерновые смеси, непереносимость глютена, продукты детского питания на зерновой основе, сбалансированная диета.
ВВЕДЕНИЕ
До конца ХХ в. целиакия считалась крайне редким заболеванием, и поэтому долгое время не были изучены этимология и патогенез заболевания. Важным этапом в диагностике и лечении данного заболевания стало открытие высокочувствительного маркера, которое сделало возможным проведение массового скрининга среди населения, результаты которого показали, что считавшееся ранее довольно редким заболеванием исключительно детского возраста, является одним из самых распространённых генетически детерминированных состояний. За 10 лет диагностики целиакия стала распространённым заболеванием во всем мире, распространенность которого неуклонно растёт и в настоящий момент составляет 1-2 % мирового населения [1, 2].
Недавние исследования показали, что распространенность непереносимости глютена гораздо выше, чем общепринятый уровень
заболевания целиакии (1-2 %), и по грубым подсчетам оценивается в 6 % от общей численности населения [3, 4]. Реальное число страдающих непереносимостью глютена может быть гораздо больше, поскольку выявление данного заболевания по-прежнему остаётся достаточно сложным.
Единственным способом лечения непереносимости глютена является строгая пожизненная диета. Токсическое действие глю-тена на организм не ослабевает при обработке белков: денатурации или ферментативного гидролиза до пептидов, вследствие чего принципиально важным является отказ от продуктов на основе таких традиционных культур, как пшеница, рожь, овёс, ячмень и др., а также продуктов, которые содержат «скрытый» глютен, используемых в составе пищевой добавки в процессе производства. Эффективность лечения напрямую зависит от соблюдения пациентом безглютеновой диеты, которая нередко нарушается вследст-
вие ограниченного ассортимента рекомендуемых продуктов и блюд, особенно больными детского возраста [5, 6].
За счет снижения поступления продуктов на зерновой основе у детей часто наблюдаются дефицит белков и жиров растительного происхождения, пищевых волокон (клетчатки), а также витаминов группы В и таких важных минеральных элементов, как калий, магний, селен и др. Недостаток потребления данных веществ вызывает нарушения физического развития ребёнка [6, 7].
Рисовая и кукурузная мука является основными ингредиентами в производстве без-глютеновой зерновой продукции по всему миру, из них производится более 85 % всей продукции. Продукция из данных культур обладает высокой энергетической ценностью, но имеет низкое содержание полноценного белка, полиненасыщенных жирных кислот, макро-и микроэлементов, пищевых волокон. Гречиха также является безглютеновой культурой широко применяемой в России, однако ассортимент безглютеновой продукции с использованием гречневой муки весьма ограничен.
Таким образом, задачей исследования является не только расширение ассортимента продуктов с приемлемым уровнем глютена (менее 20 мг/кг), но также улучшение их питательных свойств за счет обеспечения сбалансированности рациона по всем заменимым и незаменимым пищевым веществам. Эту задачу возможно решить, используя в составе разрабатываемых продуктов гречиху, а также нетрадиционное для России сырьё -амарант.
Гречиха не содержит глютен, характеризуется высокой пищевой и биологической ценностью, является источником растительного белка, липидов, пищевых волокон и витаминов В1, В2, РР, В6, Е, фолацина и холи-на, а также минеральных веществ, магния, калия, железа, меди и др. [9].
Белок амаранта не содержит глютен, при этом количество белка примерно на 30 % выше, чем у традиционных зерновых культур. Белок амаранта богат незаменимыми аминокислотами: лизином, изолейцином, метиони-ном, треонином, триптофаном, лейцином, содержание которых в несколько раз превышает их количество в пшенице, рисе, овсе и кукурузе. Амарант является богатым источником липидов, р-каротина, витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон. Для амаранта характерно высокое содержание таких минеральных веществ, как калий, магний, селен. Кроме того, мировые исследования относят амарант к источнику биологиче-
ски активных соединений, обладающих анти-оксидантными и антимикробными свойствами, а также антидиабетическими, антигипер-липидемическими и антигиперхолестерине-мическим эффектами [10, 11].
Цель настоящего исследования - разработка сухих безглютеновых смесей для приготовления кексов на основе гречихи и амаранта с добавлением плодовоовощных и ягодных порошков предназначенных для детей старше трёх лет с непереносимостью глютена.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В данном исследовании применялась мука амарантовая 1 сорт ТУ 9293-00477872064-2011, сорт «Воронежский», Воронежская обл.; крупа гречневая непропаренная (на-тивная) по ТУ 1061.32-004-06861298-2018 (Сорт 1), Алтайский край; крупа гречневая ядрица быстроразвариваемая (пропаренная) ТУ 9294-004-31737421-05 (Сорт 1), Алтайский край.
Мука из гречневой крупы вырабатывалась путём измельчения на лабораторной мельнице (Retsch ZM-1) по технологии помола сортовой муки из крупяных культур. Крупность получаемой муки контролировали ситами № 045 по ТУ14-4-1374 (остаток не более 5 %) и № 43 ПА-70 по ГОСТ 4403 (проход не менее 50 %) ТУ 9293-005-00932169-96.
Плодовоовощное и ягодное сырьё применялось в сушёном виде: целыми ягодами -клюква сушеная (ГОСТ 32896-2014 Фрукты сушеные) и в виде мелкодисперсных порошков - свекольного, яблочного, клюквенного (согласно ТУ 9164-001-38196649-2013 Порошки полидисперсные овощные и фруктово-ягодные).
Дополнительные компоненты: соль пищевая - ГОСТ Р 51574-2018; сахар-песок -ГОСТ 33222-2015 Сахар белый; кислота лимонная безводная Е330 ГОСТ 31726-2012 Добавки пищевые; сода пищевая ГОСТ 32802-2014 Добавки пищевые. Натрия карбонаты Е 500.
При приготовлении кексов из специализированных сухих смесей применяли яйца куриные пищевые ГОСТ 31654-2012.
Смешивание компонентов при приготовлении сухих безглютеновых смесей, а также замес теста осуществляли в лабораторном миксере Gastromix В5.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При разработке композиций использовали различные комбинации муки из пропаренной и нативной гречневой крупы и амаранто-
вой муки, с внесением натуральных плодово-ягодных и овощных порошков, а также сушеной клюквы. Содержание гречневой муки в составе изменялось в диапазоне от 15 до 75 %, амаранта от 15 до 45 %, плодовоовощ-ных и ягодных порошков до 10 %.
Данные об ингредиентном составе разработанных специализированных сухих без-глютеновых композиций для питания детей старше трёх лет с непереносимостью глюте-на представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Ингредиентный состав сухих безглютеновых композиций для питания детей старше трёх лет с непереносимостью глютена
№ п/п Наименование продукта Ингредиентный состав
1 Композиция № 1. Сухая смесь для приготовления кексов с гречихой и амарантом Мука из нативной гречневой крупы, амарантовая мука
2 Композиция № 2. Сухая смесь для приготовления кексов с гречихой и амарантом Гречневая мука (пропаренная), амарантовая мука
3 Композиция № 1. Сухая смесь для приготовления кексов с гречихой и амарантом «Кекс свекольный» Мука из нативной гречневой крупы, амарантовая мука, яблочный порошок, свекольный порошок
4 Композиция № 2. Сухая смесь для приготовления кексов с гречихой и амарантом «Кекс с клюквой» Мука из нативной гречневой крупы, амарантовая мука, яблочный порошок, клюквенный порошок, клюква сушёная
На рисунке 1 представлены образцы выпеченных изделий с использованием сухих безглютеновых смесей гречневой муки и
амаранта с добавлением плодовоовощного и ягодного сырья.
I II III IV
Рисунок 1 - Кексы на основе безглютеновых смесей из гречихи и амаранта: I - композиция № 1; II - композиция № 2; III - композиция № 3; IV - композиция № 4
Необходимо отметить, что при замесе теста значительно ощущалась разница в свойствах используемого сырья. Так, в композиции № 2 с применением муки из пропаренной гречневой крупы тесто плохо перемешивалось и тяжело взбивалось в отличие от композиции № 1, где применялась мука из нативной гречневой крупы. В дальнейшем это повлияло на качество выпеченного изделия -мякиш остался плотным и непропеченным (рисунок 1, обр. II). Вероятно, причиной этому стала более высокая влагопоглотительная способность муки из пропаренной гречихи -
в 1,5-1,7 раз выше, чем у нативной. Это обусловлено изменением свойств крахмала и белка крупы при термической обработке на предприятии [12].
Размер частиц муки определяет ее поверхностные свойства, участвует в формировании свойств теста и готовой продукции. Проведённый ситовой анализ крупности гречневой муки (таблица 2) показал, что среднеэквивалентный размер частиц ^экв) нативной муки больше, чем ^экв) пропаренной муки, что также повлияло на качество теста и выпеченного изделия.
Таблица 2 - Различие в крупности частиц пропаренной и непропаренной гречневой муки
Наименование Крупность помола, %
Остаток на сите, не более (из проволочной сетки № 045) Проход через сито, не менее (из полиамидной ткани N 43 ПА-70)
Мука из нативной гречневой крупы 1,5 60,0
Мука из пропаренной гречневой крупы 0,5 75,0
Различие размеров частиц обусловлено снижением прочности связей крахмала и белка в результате пропаривания крупы, результатом последующего измельчения является мука с меньшим гранулометрическим составом.
Тесто, приготовленное из смесей по композициям № 3 и № 4, было схоже по своим свойствам с тестом из композиции № 1. Однако стоит отметить, что вносимые плодо-воовощные порошки также увеличивали вязкость и плотность теста.
Включение даже небольшого количества плодоовощных порошков или сушёных ягод (до 10 %) в рецептуры продуктов способно
обеспечить ребенка необходимыми питательными и биологически активными веществами, такими как природные сахара, пектиновые вещества, пищевые волокна, органические кислоты, антоцианы и каратиноиды. В кексах из композиции № 3 не ощущалось характерного вкуса добавленных порошков яблока и свеклы, а в кексах из композиции № 4 ярко чувствовался ягодный вкус.
Результаты органолептической оценки образцов кексов, полученных из сухих без-глютеновых смесей для питания детей старше трёх лет с непереносимостью глютена, представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Результаты органолептической оценки образцов безглютеновых кексов
Наименование Композиция № 1 Композиция № 2 Композиция № 3 Композиция № 4
Форма Круглая, равномерная по толщине без вздутий, без повреждений края Неравномерная по толщине без вздутий Круглая, равномерная по толщине без вздутий, без повреждений края Круглая, равномерная по толщине без вздутий, без повреждений края
Поверхность Ровная, без трещин Неровная Шероховатая, без трещин Шероховатая, без трещин
Цвет Равномерный светло-коричневый, с кремовыми вкраплениями Равномерный коричневый, с кремовыми вкраплениями Равномерный коричневато-красный Равномерный светло-коричневый, с кремовыми вкраплениями
Вид на разрезе Пропеченное по всему объему, наличие пустот, мелкая равномерная пористость Мякиш плотный, непропечённый Пропеченное по всему объему, без пустот, мякиш плотный с мелкой равномерной пористостью, слегка крошащееся при разламывании Пропеченное по всему объему, без пустот, с мелкой равномерной пористостью, слегка крошащееся при разламывании
Вкус и запах Без характерного вкуса Выраженный вкус гречихи Без характерного вкуса, кислинка Приятный вкус с привкусом ягоды
Текстура Плотная, слегка крошащееся при разламывании Плотная Плотная, слегка крошащееся при разламывании Плотная, слегка крошащееся при разламывании
Проведенная дегустационная оценка кексов из разработанных сухих смесей показала, что лучшей композицией безглютеново-го кекса является композиция № 4 (рисунок 2). Дегустаторами были отмечены вкус и аромат данного изделия, а также хорошие внешние признаки. На втором месте по сово-
купности показателей оказались изделия, полученные из композиций № 1 и № 3. Композиция № 2 набрала наименьшее количество баллов из-за темного цвета и более плотной текстуры по сравнению с другими образцами, вкус данного кекса напоминал обычную гречневую кашу.
Кекс Композиция Ns4
Кекс Композиция Кекс Композиция №2
Кекс Композиция Nal
J i [
__
Lili
■ I
3 4 4 4 Я 4
1 1 1 1
3 3 3 i А 3
_ 2 1 з 2 3 1
i г 1 1
3 4 3 3 4 3 ■
| Форма | Поверхность Цвет
I Вид в изломе | Вкуг и аяпяу |Текстура
10
15
20
25
Рисунок 2 - Результаты органолептической оценки разработанных композиций кексов ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 4 2020 23
Органолептическая и дегустационная оценка показали, что исследуемые образцы безглютеновых кексов на основе нативной гречихи и амаранта с плодовоовощными и ягодными порошками имеют хорошие качественные характеристики и внешний вид, обладают приятным своеобразным вкусом и ароматом.
Произведён расчет содержания основных нутриентов и энергетической ценности в 100 г готовых изделий, приготовленных из разработанных композиций (таблица 4), а также удовлетворения рекомендуемой суточной потребности (РСП) [7] основных нутриен-тов для разработанных смесей кексов на примере их потребления детьми 6 лет.
Таблица 4 - Расчётное содержание основных пищевых веществ и энергетической ценности безглютеновой продукции для детей старше трёх лет с непереносимостью глютена, на 100 г готовой продукции
Наименование Белок, г Жиры, г Углеводы, г Пищевые волокна, г Энергетическая ценность, ккал
Кекс Композиция № 1 9,51 6,28 35,36 3,76 298,28
Кекс Композиция № 2 8,95 6,19 36,87 3,32 301,31
Кекс Композиция № 3 9,28 6,20 35,89 3,47 221,56
Кекс Композиция № 4 8,58 5,83 35,04 4,18 212,47
Согласно представленным данным, специализированные сухие безглютеновые смеси, предназначенные для детей старше трёх лет с непереносимостью глютена, могут служить важным источником углеводов (от 35,04 до 36,87/100 г готовой продукции), белка (от 8,58 до 9,51/100 г готовой продукции), пищевых волокон (от 3,47 до 4,18/100 г готовой продукции), а также энергии (от 212,5 до 301,3 ккал/100 г готовой продукции).
Исходя из полученных данных, ребёнок в возрасте 6 лет с порцией кекса с клюквой (композиция № 4) 50 г удовлетворит суточную потребность в белке на 7 % от РСП, в т. ч. в растительном белке на 9 % от РСП; жире - 5 % от РСП, углеводах- 6 % от РСП и энергии - 6 % от РСП.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённой работы и полученных результатов в дальнейших исследованиях при разработке рецептур безглютено-вых зерновых смесей на основе гречихи с использованием амаранта и плодовоовощ-ных и ягодных компонентов для питания детей с непереносимостью глютена будет применяться мука из нативной гречневой крупы.
Разработка специализированной продукции с включением амаранта и нативной гречихи, безусловно, открывает новые возможности для получения безглютеновых рационов питания и способствует расширению вкусового разнообразия и улучшению обеспеченности нутриентами больных целиакией и иными формами непереносимости глютена.
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Научно-исследовательская работа проведена за счет субсидий на выполнение государственного задания в рамках Программы Фундаментальных научных исследований государственной академии наук на 2019— 2021 гг. (тема 0529-2019-0065) «Разработка специализированных безглютеновых зерновых смесей с амарантом для питания детей с непереносимостью глютена».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Reilly, N. R. & Green, P. H. R. Epidemiology and clinical presentations of celiac disease. Seminars in Immunopathology, 2012. - 34 (4). - Р. 473-478. doi: 10.1007/s00281 -012-0311 -2.
2. Sapone, A., Bai, J. C., Ciacci, C., Dolinsek, J., Green, P. H., Hadjivassiliou, M., Fasano, A. Spectrum of gluten-related disorders: consensus on new nomenclature and classification // BMC Medicine. -
2012. - № 10 (1). doi: 10.1186/1741-7015-10-13.
3. Bizzaro, N., Tozzoli, R., Villalta, D., Fa-bris, M., & Tonutti, E. Cutting-Edge Issues in Celiac Disease and in Gluten Intolerance // Clinical Reviews in Allergy & Immunology. - 2016. - № 42 (3). -Р. 279-287. doi: 10.1007/s12016-010-8223-1.
4. Nejad, M. R., Karkhane, M., Marzban, A. [et al.] Gluten related disorders // Gastroenterology and Hepatology from Bed to Bench 5, 1-7.
5. Всероссийский консенсус по диагностике и лечению целиакии у детей и взрослых *Russian consensus on the diagnosis and treatment of celiac disease in children and adults. Принята на 42-й Научной сессии ЦНИИГ (2-3 марта 2016 г.).
6. Бельмер, С. В. Эпидемиология целиакии: факты и выводы / С. В. Бельмер // Лечащий врач.
2013. - № 1. - С. 16-19.
7. Детское питание. Руководство для врачей / Под редакцией В. А. Тутельяна, И. Я. Коня. - М. : Медицинское информационное агентство, 2017.
8. Коровина, Н. А., Захарова, И. Н., Заплат-ников, А. Л., Обыночная, Е. Г. Коррекция дефицита витаминов и микроэлементов у детей // Медицинский совет. - 2013. - № 8. - С. 94-98.
9. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания / И. М. Ску-рихин, В. А. Тутельян. - Москва, 2007.
10. Caselato-Sousa, V. M. & Amaya-Farfan, J. State of Knowledge on Amaranth Grain: A Comprehensive Review // Journal of Food Science. - 2012. -№ 77 (4). - R93-R104. doi:10.1111/j.1750-3841.2012.02645.x.
11. Martinez-Lopez, A., Millan-Linares, M. C., Rodriguez-Martin, N. M., Millan, F. & Montserrat-de la Paz, S. Nutraceutical value of kiwicha (Amaranthus-caudatus L.) // Journal of Functional Foods. - 2019. -103735. doi: 10.1016/j.jff.2019.103735.
12. Саитова, М. Э. Совершенствование ассортимента и оценка диетических свойств мучных изделий с использованием гречневой муки : дис...канд. техн. наук: 05.18.01 / Саитова Маргарита Эдуардовна. - Москва. - 2018. - 152 с.
Урубков Сергей Александрович, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела детского и диетического питания
«Научно-исследовательский институт пи-щеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии» НИИП-ПиСПТ - филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи», тел.: (495) 383-58-74, e-mail: glen.vniiz @gmail.com.
Хованская Светлана Сергеевна, канд. техн. наук, зав. отделом детского и диетического питания «Научно-исследовательский институт пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии» НИИППиСПТ - филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи», тел.: (495) 383-58-74, e-mail: khosveserg@yandex. ru.
Смирнов Станислав Олегович, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе, «Научно-исследовательский институт пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии» НИИППиСПТ - филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи», тел.: (495) 549-38-20, e-mail: sts_76@bk.ru.
