ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ ВИДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ ВИДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Научная статья

Анашкина П.Ж.¹, Москвичева Е.В.^2, *, Тимошенкова И.А.³

² ORCID: 0000-0003-4687-3483;

³ ORCID: 0000-0003-4917-0556;

^{1, 2, 3} Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург, Россия

* Корреспондирующий автор (moskvicheva_ev[at]spbstu.ru)

Аннотация

Изучена целесообразность использования конопляной муки, черемуховой муки и муки из бурого риса в производстве хлебобулочных изделий и исследовано их влияние на потребительские свойства готового продукта. Проведены исследования органолептических и физико-химических показателей готовых бородинского хлеба. Из анализа проведенных исследований установлена закономерность изменения органолептических показателей готового хлебобулочного изделия в зависимости от содержания конопляной и черемуховой муки. Введение в рецептуру конопляной муки в количестве от 40 % до 50 %, черемуховой муки – 10 % до 20 %, муки из бурого риса – от 45 % до 55 обеспечивает высокие потребительские свойства готовой продукции.

Ключевые слова: целиакия, мука из бурого риса, черемуховая мука, конопляная мука, бородинский хлеб.

USING NON-TRADITIONAL TYPES OF VEGETABLE RAW MATERIALS IN BAKERY PRODUCTS

Research article

Anashkina P.Zh.¹, Moskvicheva E.V.^2, *, Timoshenkova I.A.³

² ORCID: 0000-0003-4687-3483;

³ ORCID: 0000-0003-4917-0556;

^{1, 2, 3} Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,St. Petersburg, Russia

*Corresponding author (moskvicheva_ev [at] spbstu.ru)

Abstract

The authors study the feasibility of the use of such products as hemp flour, cherry tree flour, and brown rice flour in bakery, as well as their effect on the consumer properties of the finished product. The research of organoleptic and physicochemical parameters of finished pumpernickel bread was carried out. Based on the analysis of the study, the pattern of organoleptic characteristics of the finished bakery product was established, depending on the content of hemp and bird cherry flour. The introduction of hemp flour in an amount of from 40% to 50%, cherry tree flour – from 10% to 20%, and brown rice flour – from 45% to 55 provides high consumer properties of the finished product.

Keywords: coeliacia, brown rice flour, cherry tree flour, hemp flour, pumpernickel bread.

Введение

В настоящее время часть населения России нуждается в специализированных продуктах питания. Одной из таких групп являются продукты, которые не содержат в своём составе белок злаковых культур, причиной этого является целиакия или глютеновая энтеропатия [1], [6], [9]. Однако, продукты и изделия, не содержащие глютен производятся в стране в малых количествах и небольшим ассортиментом [2], [8], [10].

Российский рынок представлен небольшим ассортиментом безглютеновой продукции по сравнению с зарубежными странами и стоимость такой продукции намного превышает цены на классическую продукцию. В связи с этим основную долю на отечественном рынке занимает продукция импортного производства, зарубежные компании предлагают широкий ассортимент продукции [7]. Выпуск отечественных безглютеновых продуктов до сих пор не налажен, в основном это продукты мукомольной промышленности [9].

Чаще всего для безглютеновых хлебобулочных изделий используют картофельный, кукурузный крахмал, кукурузную и рисовую муку. Замена муки пшеничной на рисовую и кукурузную муку способствует увеличению сроков хранения хлебобулочных изделий [3].

Однако, есть другие виды муки, такие как конопляная мука, черемуховая мука и мука из бурого риса, которые богаты витаминами и минералами, благотворно влияют на организм человека и прекрасно подходят для аглютеновых диет.

Целью работы являлось разработка рецептуры и технологии безглютеновых хлебобулочных изделий с использованием безглютеновой мучной смеси. В рамках поставленной цели сформулированы следующие задачи: определить оптимальное соотношение конопляной, черемуховой муки и муки из бурого риса для приготовления бородинского хлеба; исследовать безглютеновые выпеченные хлебобулочные изделия с оптимальным соотношением мучной смеси по органолептическим и физико-химическим показателям.

В качестве объекта исследования был выбран бородинский хлеб по сборнику рецептур на хлеб и хлебобулочные изделия с полной заменой ржаной и пшеничной муки на конопляную, черемуховую муку и муку из бурого риса [5].

Методы и принципы исследования

Готовые хлебобулочные изделия были исследованы по органолептическим (внешний вид, текстура, цвет, запах, вкус) и физико-химическим показателям по следующим стандартным методикам: пористость хлебобулочных изделий – ГОСТ 5669 [4]; плотность выпеченных безглютеновых изделий – ГОСТ 5669 [4]; упёк выпеченных безглютеновых изделий.

Органолептический анализ безглютеновых хлебобулочных изделий производили по пятибалльной шкале. Для сравнительной органолептической оценки была разработана система показателей, которая включает в себя внешний вид, цвет, текстуру, запах, вкус.

Были выбраны девять образцов со следующим соотношением из конопляной муки, черемуховой муки и муки из бурого риса для определения оптимального соотношения представленный в таблице 1.

 

Таблица 1 – Соотношения безглютеновых видов муки

Объект исследования	Хлеб на основе безглютеновой муки
	Конопляная мука, %	Черемуховая мука, %	Мука из бурого риса, %
Образец №1	65,00	10,00	25,00
Образец №2	50,00	15,00	35,00
Образец №3	50,00	5,00	45,00
Образец №4	80,00	15,00	5,00
Образец №5	43,00	10,00	47,00
Образец №6	65,00	17,07	17,93
Образец №7	86,21	10,00	3,79
Образец №8	65,00	2,93	32,07
Образец №9	80,00	5,00	15,00

 

Выпечка изделий производилась при температуре 200 – 220 °С и относительной влажностью 30 – 40 % в течение 25 минут.

Установлено, что образцы с большим количеством конопляной муки имели небольшой подъем и непористый мякиш, с небольшими дефектами поверхности, также ощущалось небольшое похрустывание, из-за крупного помола конопляной муки. В ходе органолептической оценки готовых изделий было установлено, что у образцов № 2, 3, 5 намного выше показатели чем у других образцов. Внешний вид и текстура у остальных образцов имеет дефекты поверхности (трещины) и плотный мякиш.

Для дальнейшего исследования были выбраны образцы № 2, 3, 5, 8, обладающие наилучшими органолептическими показателями.

Результаты и обсуждение

Одним из важных показателей хлебобулочных изделий является такой показатель как степень подъема дрожжевого теста и упек. Основная причина упека заключается в испарении влаги при образовании корочки. Повышение упека приводит к утолщению корочки и снижению выхода изделия. Показатели степени подъёма дрожжевого теста и упёка хлебобулочных изделий приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 – Степень подъёма теста и упёк безглютенового бородинского хлеба

Вид бородинского хлеба в зависимости от соотношения	Степень подъёма безглютенового дрожжевого теста, %	Упек хлебобулочных изделий, %
Образец №2	64,4 ± 3,2	12,9 ± 0,6
Образец №3	66,7 ± 3,3	12,7 ± 0,6
Образец №5	68,7 ± 3,4	12,5 ± 0,6
Образец №8	57,5 ± 2,7	14,7 ± 0,7

 

Установлено, что степень подъема безглютенового дрожжевого теста выше у пятого образца, остальные образцы, кроме номера восемь имеют близкие значения степени подъема. Образец под номером восемь имеет в своем составе большее количество конопляной муки из этого можно сделать вывод, что крупный помол данного вида муки отрицательно влияет на степень подъема теста.

Также из данных в таблице 2. видно, что упёк готовых изделий составил для всех образцов 2,3,5 в пределах от 12,5 % до 12,9 %, а большим упеком обладает образец под номером восемь, что означает небольшие потери при выпечке, и, как следствие, небольшие потери выхода изделий.

Одним из важных показателей качества готовых хлебобулочных изделий является плотность. Показатели плотности четырех выбранных образцов безглютенового бородинского хлеба с разным соотношением мучной смеси представлены на рисунке 1.

 

Рис. 1 – Зависимость плотности от соотношения мучных смесей

 

Выявлено, что показатель плотности у всех образцов приблизительно равный и составляет от 0,57 до 0,7 г/см^з. Образец под номером три имеет самый высокий показатель плотности, а образец под номером пять обладает меньшей плотностью, которая является наиболее оптимальной для бородинского хлеба. Это может быть вызвано насыщенностью конопляной муки белками и жирами, за счет чего она становится более «тяжелой». Чем больше содержания конопляной муки, тем менее воздушным получается готовое изделие.

Показатели пористости четырех образцов безглютенового бородинского хлеба с разным соотношением мучной смеси представлены на рисунке 2.

 

Рис. 2 – Зависимость пористости от соотношения мучных смесей

 

Данный показатель характеризует качество мякиша и его пористость, что в дальнейшем сказаться на технологических характеристиках готового хлебобулочного изделия. Наибольшим показателем пористости обладает образец под номером пять (57,6 %), образцы номер два и три обладают наименьшей пористостью.

Для обоснования параметров технологии производства хлебобулочных изделий из конопляной и черемуховой муки был выполнен полнофакторный эксперимент. В качестве частных факторов оптимизации выбраны соотношения из конопляной муки к черемуховой, а в качестве выходного параметра обобщенный органолептический показатель качества (ООПК).

На основе экспериментальных данных получено уравнение регрессии (1), характеризующее зависимость обобщенного органолептического показателя (Y) хлебобулочного изделия от содержания конопляной муки (Х₁, %) и черемуховой муки (Х₂, %) в смеси.

    (1)

Коэффициент корреляции составляет 0,97, а коэффициент детерминации полученного уравнения регрессии – 0,94, что подтверждает функциональную зависимость ООПК безглютенового хлебобулочного изделия от содержания конопляной муки к черемуховой. Адекватность полученного уравнения регрессии подтверждена расчетным значением критерия Фишера, расчетное значение которого равен 14,1 и превышает табличное значение при заданных степенях свободы F_0,05 =8,26.

Графическая интерпретация уравнения в виде кривых значений (рис. 3) и поверхности отклика (рис.4) ООПК хлебобулочного изделия от содержания конопляной и черемуховой муки в смеси приведены на рисунках 3 и 4.

   

Рис. 3 – График кривых значений обобщенного органолептического показателя конопляной и черемуховой муки от содержания их в безглютеновой смеси

Рис. 4 – График поверхности отклика обобщенного органолептического показателя конопляной и черемуховой муки от содержания их в безглютеновой смеси

 

Анализ графиков показал, что с возрастанием содержания конопляной муки (от 65 %) и черемуховой муки (от 15 %) в безглютеновой смеси, обобщенный органолептический показатель хлебобулочных изделий уменьшается. Таким образов, оптимальное содержание конопляной и черемуховой муки, с наилучшими органолептическими показателями, составило в количестве 47 % и 10 % соответственно, количество рис муки в данной смеси составило 43 %.

Исследование пищевой ценности полученного безглютенового бородинского хлеба подтвердило целесообразность применения безглютеновых видов муки в технологии хлебобулочного изделия.

Для исследований химического состава и пищевой ценности безглютенового бородинского хлеба был выбран образец под номером пять с оптимальным соотношением мучной смеси (конопляная мука (43 %), черемуховая мука (10 %), мука из бурого риса (47 %)), представлена в таблице 3.

 

Таблица 3 – Пищевая ценность бородинского хлеба в 100 г продукта

Наименование изделия	Белки, г	Жиры, г	Углеводы, г	Калорийность, ккал
Образец №5	18,0	18,0	58,0	460

 

Установлено, что с увеличением количества конопляной муки в хлебобулочное изделие, увеличивается количество белков и жиров. На количество углеводов влияет количественное содержание муки из бурого риса, она самая калорийная из всех видов муки, содержащихся в безглютеновом бородинском хлебе.

Содержание минеральных элементов и витаминов в безглютеновом бородинском хлебе представлено в таблице 4.

 

Таблица 4 – Содержание минеральных элементов и витаминов в бородинском хлебе

Наименование	Норма, мг	Содержание в 100 г продукта, мг	В % от суточной нормы
Минеральные вещества
Магний	400,00	48,81	12,2
Железо	18,00	3,75	20,8
Цинк	12,00	4,95	41,3
Селен	0,10	0,01	10,0
Медь	10,00	0,80	8,0
Фосфор	800,00	776,30	97,0
Марганец	2,00	3,91	195,5
Кальций	1000,00	36,90	3,7
Калий	2500,00	917,95	36,7
Натрий	1300,00	3,83	0,3
Витамины
Витамин В1	1,50	0,98	65,3
Витамин В2	1,80	0,25	13,9
Витамин В4	500,00	7,88	1,6
Витамин В5	5,00	0,83	16,6
Витамин В6	2,00	0,56	28,0
Витамин В9	0,40	0,12	29,8
Витамин С	90,00	1,16	1,3
Витамин Е	15,00	7,04	46,9
Витамин К	0,10	0,0	8,3
Витамин РР	20,00	1,48	7,4

 

Анализ данных, представленных в таблице 4, установлено, что при употреблении 100 г безглютенового бородинского хлеба восполняется 41,4 % суточной нормы цинка, 97 % суточной потребности в фосфоре, 195,5 % в марганце и 36,7 % в калии. Все эти микроэлементы являются одними из самых важных для организма человека. Преобладающим количеством среди витаминов является витамин В1, тиамин, который восполняет суточную норму потребления на 65,3 %, витамин В6 восполняется на 28 %, ненамного больше (29,8 %) восполняется витамин В9, а также витамин Е на 46,9 %. 

Заключение

На основании проведённых органолептических и физико-химических показателей готовых хлебобулочных изделий было определено оптимальное соотношение мучной безглютеновой смеси, которое составило: конопляной муки от 40 % до 50 %, черемуховой муки – 10 % до 20 %, муки из бурого риса – 45 % до 55 %.

Пищевая ценность полученного безглютенового бородинского хлеба с оптимальным соотношением составила: белки 18 г, жиры 18 г, углеводы 58 г, энергетическая ценность 460 ккал. Бородинский безглютеновый хлеб обогащен цинком, фосфором, марганцем, калием, тиамином, витамином В6 и В9, а также витамином Е.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Абутолыбова Д.Э. Рынок безглютеновых продуктов в мире и в России / СФЕРА: Кондитерская и хлебопекарная промышленность // 2019 [Электронный ресурс]. – URL: https://sfera.fm/editions/konditerskaya/ (Дата обращения: 18.04.2020).
2. Бельмер С.А. Непереносимость глютена и показания к безглютеновой диете / С. Бельмер, А. Хавкин // Врач, 2011. − № 5. − С. 17−21.
3. Вишняк М.Н. Разработка и оценка потребительских свойств безглютеновых мучных кондитерских изделий: автореферат дис. … канд. техн. наук.: 05.18.15 / Вишняк Мария Николаевна. – Барнаул., 2011. – 181 с.
4. ГОСТ 5669-96 Хлебобулочные изделия. Метод определения пористости. – Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2006. – 5 с.
5. Ершов П.С. Сборник рецептур на хлеб и хлебобулочные изделия // СПб.: 1998. – 191 с.
6. Кристалева, О. Н. Целиакия у взрослых – современные подходы к диагностике и лечению / О.Н. Кристалева, М.Г. Мельник // Сибирский мед. журн. − 2010. − Т. 94, № 3. − С. 121−123.
7. Носкова И. В. Проблемы российского рынка безглютенового туризма // Научно-методический электронный журнал «Концепт», 2015. – Т. 22. – 5 с.
8. Полезные статьи о диетических продуктах [Электронный ресурс]. – URL: https://www.mirvkys.ru/pr13-konopljanaja-muka/ (Дата обращения: 18.04.2020).
9. Развитие рынка безглютеновых хлебопекарных продуктов [Электронныйресурс]. – URL: https://sfera.fm/articles/hlebopecheniya/razvitie-rynka-bezglyutenovykh-khlebopekarnykh-produktov_1752 (дата обращения: 20.04.2020).
10. Черникова, Д.А. Обоснование технологии безглютеновых бисквитных полуфабрикатов с использованием вторичных продуктов переработки тыквы/ Черникова, Д.А., Тимошенкова И.А., Москвичева Е.В. // Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием. Лучшие доклады. – 2018. – С. 270-273.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Abutolybova D.E. Gluten-free market in the world and in Russia / Sphere: Confectionery and bakery industry // 2019 [Electronic resource]. - URL: https:///sfera.fm/editions/konditerskaya/ (accessed: 18.04.2020).
2. Belmer S.A. Gluten intolerance and indications of gluten-free diet / S. Belmer, A. Havkin // Doctor – 2011. – 5. – pp. 17 – 21. [in Russian]
3. Vishnyak M.N. Development and evaluation of consumer properties of gluten-free flour confectionery products: autoabstract dis. [ kand. techn. sciences.: 05.18.15 / Vishnyak Maria Nikolayevna. – Barnaul., 2011. – 181 p. [in Russian]
4. GOST 5669-96 Bakery. Porosity method. - Minsk: Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification, 2006. - 5 p. [in Russian]
5. Ershov P.S. Collection of recipes for bread and bakery products // Spb.: 1998. - 191 p. [in Russian]
6. Crystaleva, O. N. Celiakia in adults - modern approaches to diagnosis and treatment / O.N. Krystylev, M.G. Melnik // Siberian honey. zhurn. – 2010. – V. 94, 3. – Pp. 121 – 123. [in Russian]
7. Noskova I. V. Problems of the Russian gluten-free tourism market // Scientific and methodical electronic journal «Concept», 2015. – V. 22. – 5 p. [in Russian]
8. Useful articles on dietary products [Electronic resource]. - URL: https:///www.mirvkys.ru/pr13-konopljanaja-muka/ (accessed: 18.04.2020).
9. Development of the gluten-free bakery market [Electronic resource]. - URL: https://sfera.fm/articles/hlebopecheniya/razvitie-rynka-bezglyutenovykh-khlebopekarnykh-produktov_1752 (accessed: 20.04.2020).
10. Chernikova, D.A. Establishment of the technology of gluten-free biscuit semifinished products using the secondary products of pumpkin/ Chernikova, D.A., Timoshenkova I.A., Moskvicheva E.V. // Spebhu Science Week. Materials of the scientific conference with international participation. Best reports. - 2018. - Pp. 270 – 273. [in Russian]