ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУКИ ИЗ СЕМЯН РАСТОРОПШИ В ПРОИЗВОДСТЕ БЕЗГЛЮТЕНОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Москвичева Е.В.¹, Сафонова Э.Э.² ,Тимошенкова И.А.³

¹Кандидат технических наук, ²Кандидат педагогических наук, ³Старший преподаватель, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого в г. Санкт-Петербург, ВШБиПТ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУКИ ИЗ СЕМЯН РАСТОРОПШИ В ПРОИЗВОДСТЕ БЕЗГЛЮТЕНОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Аннотация

Изучена возможность и целесообразность использования муки из семян расторопши в производстве бисквитного полуфабриката и исследовано её влияние на потребительские свойства продукции. Проведены исследования органолептических показателей и влажности готовых бисквитных полуфабрикатов. На основании проведенных исследований установлена закономерность изменения органолептических показателей и влажности бисквитных полуфабрикатов в зависимости от содержания муки из семян расторопши и цитрусовых пищевых волокон. Показано, что введение в рецептуру муки из семян расторопши, пищевых волокон и крахмала в соотношении 8:1:0,2 обеспечивает высокие потребительские свойства продукции.

Ключевые слова: мука из семян расторопши, пищевые волокна, бисквит, органолептические показатели качества.

Moskvicheva E.V.¹, Safonova E.E.² ,Timoshenkova I.A.³

¹PhD in Engineering, Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University (SPbPolyTechU), ²PhD in Pedagogy, Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University (SPbPolyTechU), ³Peter the Great St.Petersburg Polytechnic University (SPbPolyTechU)

USE OF FLOUR FROM SEEDS OF HOLY THISTLE IN THE MANUFACTURE OF GLUTEN-FREE PRODUCTS

Abstract

The possibility and practicability of using flour from seeds of holy thistle in the production of biscuit semi-finished products was studied as well as its influence on consumer properties of products. The research of organoleptic indices and humidity of finished biscuit semi-finished products was carried out. On the basis of the conducted research, the regularity of change of organoleptic parameters and humidity of biscuit semi-finished products is established depending on the content of flour from seeds of holy thistle and citrus dietary fiber. It is shown that the introduction of flour into the formula of holy thistle, fiber and starch in a ratio of 8:1:0.2 provides high consumer properties of the product.

Keywords: flour from the seeds of holy thistle, dietary fiber, biscuit, organoleptic quality indicators.

В мире сложилась устойчивая тенденция перехода на продукты питания, не содержащие вещества, имеющие медицинские противопоказания. Она обусловлена ростом числа людей, страдающих аллергией, и не переносящих определённые вещества, содержащиеся в традиционных продуктах.

Среди продуктов питания существенную долю занимают продукты, содержащие глютен, являющийся причиной хронического заболевания – целиакии.

В настоящее время пищевая инженерия безглютеновых изделий представляет собой два направления:

• создание продуктов из естественных безглютеновых растительных компонентов это современная система биотехнологий;
• биокатализ, связанный с удалением глютена из исходного сырья, — находится в стадии разработки.

Технологические трудности организации питания заключаются в том, что многие продукты все же содержат какое-то количество глютена. За рубежом во многих странах существует кодекс стандартов (Gluten-Free Foods), регламентирующий предельно допустимую дозу глютена в продуктах [1]. Современные разработки хлебобулочных и кондитерских изделий, не содержащих глютен, основаны на применении муки из лебеды, круп гречихи, риса, семян кукурузы, льна, амаранта, нута [2, 3].

Перспективным направлением создания безглютеновых продуктов является применение добавок из муки или шротов семян расторопши.

Проведенные институтом питания РАМН исследования состава показали, что в cостав семян расторопши входят: 17-18 % белка, 10-11 % липидов, в том числе жирные кислоты, представленные в таблице 1

 

Таблица 1 – Жирные кислоты в составе липидов расторопши

Кислота	Содержание, %
Пальмитиновая	12,37
Стеариновая	4,44
Олеиновая	23,3
Линолевая	55,7
Элеостеариновая	3,1

 

Актуальными являются исследования в области использования муки семян расторпши в хлебобулочных и кондитерских безглютеновых изделиях.

Исследование хлеба из рисовой муки с добавлением муки из семян расторопши в количестве 10 %, 20 %, 30 % показало снижение влажности хлеба с увеличением содержания муки из семян расторопши. При этом незначительно увеличивалась кислотность хлеба и заметно возросла пищевая ценность. Содержание K и Ca в хлебе с расторопшей увеличилось более чем в два раза, содержание Mg – в три раза, Fe – на 58 %. Энергетическая ценность хлеба из смеси рисовой муки и муки из семян расторопши осталась на уровне энергетической ценности хлеба из рисовой муки [4].

Таким образом, в настоящее время при разработке безглютеновых продуктов питания в качестве добавки активно применяется мука из расторопши. Значительная доля исследований и разработок приходится на производство хлебобулочных изделий, а также кисломолочных продуктов.

Целью работы являлась разработка технологии бисквитного полуфабриката с использованием муки из семян расторопши и оценка его качества.

На основании теоретических предпосылок и в соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:

• исследовать возможность и целесообразность применения муки из семян расторопши при производстве бисквитных полуфабрикатов;
• изучить влияние пищевых волокон и муки из семян расторопши на качество бисквитных изделий в определенном соотношении;
• провести комплексную оценку качества бисквитных изделий по органолептическим показателям и влажности.

В качестве объекта исследования был выбран бисквит основной (рецептура №1) по сборнику мучных кондитерских и булочных изделий с полной заменой пшеничной муки на смесь муки из семян расторопши, цитрусовых пищевых волокон и картофельного крахмала, приготовленный основным способом без подогрева. При разработке рецептуры варьировалось содержание муки из семян расторопши от 65 до 85% от массы сухой смеси, цитрусовых пищевых волокон от 0 до 35% от массы сухой смеси. Содержание крахмала варьировалось в зависимости от количества других компонентов смеси для достижения её заданной массы.

Кондитерские полуфабрикаты в процессе хранения оценивали по органолептическим (внешний вид, цвет, текстура, запах, вкус, поверхность, мякиш, вид на разрезе, форма) и физико-химическим (пористость, влажность, степень подъёма теста, плотность) показателям. Органолептические показатели определяли с учетом коэффициентов весомости (табл. 2).

 

Таблица 2 – Коэффициенты весомости органолептических показателей бисквитных полуфабрикатов

 

Для обоснования параметров технологии бисквитных полуфабрикатов с использованием муки из семян расторопши и пищевых волокон реализован центральный композиционный план полного факторного эксперимента (ПФЭ) с использованием дополнительных точек по типу «звезда». В качестве частных факторов оптимизации выбраны соотношение муки из семян расторопши и пищевых волокон (табл. 3) в качестве выходных параметров – органолептический показатель качества и величина выхода полуфабрикатов.

 

Таблица 3 – Значение частных факторов оптимизации

№, п/п	Содержание муки из семян расторопши, %	Содержание пищевых волокон, %
1	80	10
2	82,5	17,5
3 (контроль)	100	0
4	58	17,5
5	82,5	10
6	75	0
7	90	0
8	65	35
9	90	10
10	82,5	12

 

На основе экспериментальных данных получены уравнения регрессии, характеризующие зависимость суммарного органолептического показателя (У₁) бисквитного полуфабриката от содержания муки из семян расторопши (х_1,%) и пищевых волокон (х₂, %). Уравнение регрессии представлено в виде:

У₁= -266 + 7,46х₁ + 9,09 х₂ – 0,04 х₁² – 0,1 х₁х₂ – 0,06 х₂²,   (1)

Коэффициент детерминации полученного уравнения регрессии R² составляет 0,89, что позволяет говорить о функциональной зависимости суммарного органолептического показателя бисквитного полуфабриката от содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон. Скорректированный коэффициент детерминации R²adj составляет 0,74, что подтверждает значимость выбранных факторов.

Графическая интерпретация уравнения (1) в виде кривых значений и поверхности отклика приведены на рисунке 1

 

Рис. 1 – График поверхности отклика суммарного органолептического показателя бисквитного полуфабриката от содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон

 

Анализ графика (рисунок 1) показал, что с возрастанием содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон до 96% и 1% от массы сухой смеси органолептические показатели бисквитного полуфабриката увеличиваются. С увеличением содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон от 96% и 1% от массы сухой смеси, как видно на графике, органолептические показатели начинают снижаться. Таким образом было определено оптимальное содержание муки из семян расторопши и пищевых волокон для изготовления бисквитного полуфабриката с наилучшими органолептическими показателями составило в количестве 95,6% и 1% от массы сухой смеси соответственно, количество крахмала 3,4%.

Одним из важных показателей качества выпеченных изделий является массовая доля влаги. Влажность бисквитного полуфабриката составляет 25-29%. Влажность бисквитных полуфабрикатов на основе муки из семян расторопши значительно ниже влажности бисквитного полуфабриката из пшеничной муки это связано с низкой водосвязывающей способностью белков семян расторопши. С увеличением содержания пищевых волокон влажность бисквитных полуфабрикатов возрастает, т.к. пищевые волокна удерживают молекулы воды.

На основе экспериментальных данных получены уравнения регрессии, характеризующие зависимость влажности (У₂) бисквитного полуфабриката от содержания муки из семян расторопши (х_1,%) и пищевых волокон (х₂, %). Уравнение регрессии представлено в виде:

У₂= -25,3 + 0,91х₁ + 1,71 х₂ – 0,01 х₁² – 0,02 х₁х₂ – 0,01 х₂²,   (2)

Коэффициент детерминации полученного уравнения регрессии R² составляет 0,98, что позволяет говорить о функциональной зависимости влажности бисквитного полуфабриката от содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон. Скорректированный коэффициент детерминации R²adj составляет 0,95, что подтверждает значимость выбранных факторов.

Графическая интерпретация уравнения (2) в виде кривых значений и поверхности отклика приведены на рисунке 2.

Анализ графика представленного на рисунке 2 показал, что с увеличением содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон до 58% и 33% от массы сухой смеси, влажность бисквитного полуфабриката возрастанием. С увеличением содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон от 58% и 33% от массы сухой смеси, как видно на графике, влажность полуфабриката снижаться. Таким образом было определено оптимальное содержание муки из семян расторопши и пищевых волокон для изготовления бисквитного полуфабриката с наибольшей влажностью составило в количестве 57,8% и 32,9% от массы сухой смеси соответственно, количество крахмала 9,3%.

Рис. 2 – График поверхности отклика влажности бисквитного полуфабриката от содержания муки из семян расторопши и пищевых волокон

 

Образцы имели хорошую степень подъема, однако почти все из них (кроме образца № 9) после выпекания оседали, что связано с низкой структурообразующей способностью муки. Срезов некоторых образцов бисквитного полуфабриката представлены на рисунке 3.

    а)                                               б)                                              в)

Рис. 3 – Фотографии срезов образцов бисквитных полуфабрикатов (а) образца №9, (б) образца № 3, (в) образца № 2

В результате проведенных исследований установлена целесообразность использования муки из семян расторопши в качестве сырья для производства бисквитных полуфабрикатов.

По обобщенным результатам обработки экспериментальных и расчетных данных установлены оптимальные параметры содержания муки из семян расторопши – 87,2±0,5 % и пищевых волокон – 10,5±0,5 % от массы сухой смеси, количество крахмала 2,3%.

Список литературы / References

1. Draft revised Codex standard for Foods for special dietary use for persons intolerant to gluten, alinorm 08 / 31 / 26, appendix III, report of the 29th session of the codex committee on nutrition and foods for special dietary uses.  — Bad Neuenahr-Ahrweiler, Germany, 12 – 16 November 2007.
2. Барсукова Н.В., Решетников Д.A, Красильников В.Н. Пищевая инженерия: технологии безглютеновых мучных изделий. // Научный журнал НИУ ИТМО – 2011 – № 1 – С.51 – 60.
3. Book of abstracts the Second International Simposium on gluten-free cereal products and beverages, Tampere, Finland, June 8-11, 2010. – 204 р.
4. Журавлева Е.О., Пасько О.О., Козубаева Л.А. Безглютеновый хлеб с мукой из семян расторопши. // Ползуновский вестник – 2016 – № 3 – С. 49 – 52.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Draft revised Codex standard for Foods for special dietary use for persons intolerant to gluten, alinorm 08 / 31 / 26, appendix III, report of the 29th session of the codex committee on nutrition and foods for special dietary uses.  — Bad Neuenahr-Ahrweiler, Germany, 12 – 16 November 2007.
2. Barsukova N.V., Reshetnikov D.A, Krasil'nikov V.N. Pishhevaja inzhenerija: tehnologii bezgljutenovyh muchnyh izdelij [Food Engineering: Technologies gluten-free bakery products]. // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO [The journal is published by ITMO University (St. Petersburg)] – 2011 – № 1 – P. 51-60 [in Russian]
3. Book of abstracts the Second International Simposium on gluten-free cereal products and beverages, Tampere, Finland, June 8-11, 2010. – 204 р.
4. Zhuravleva E.O., Pas'ko O.O., Kozubaeva L.A. Bezgljutenovyj hleb s mukoj iz semjan rastoropshi [Gluten-free bread with thistle seed flour]. // Polzunovskij vestnik [Polzunovsky vestnik] – 2016 – № 3 – P. 49 – 52. [in Russian]