OPTIMIZATION OF AMINO ACID COMPOSITION OF FLOUR PRODUCTS USING PEA FLOUR
OPTIMIZATION OF AMINO ACID COMPOSITION OF FLOUR PRODUCTS USING PEA FLOUR
Abstract
The aim of the study is to develop a recipe for stiff fresh dough with the addition of pea flour with an optimized amino acid composition. Objectives: to compare the amino acid composition of wheat and pea flours, to establish the optimal ratio of flour components and to calculate the recipe of flour products balanced by amino acid composition. In this work, the chemical composition of wheat and pea flours and formulations of fresh stiff dough were studied: sample No. 1 – from wheat flour and sample No. 2 – with the addition of pea flour in accordance with the developed optimized formulation. To analyse the amino acid composition of the samples and optimize the recipe of fresh dough with the addition of pea flour, we used the application programme "Optimization of Amino Acid Composition" developed at the Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, Russia. The criterion for designing the formulations was the evaluation of the quality composition of protein, amino acid content and fullness of flour products, which is characterized by the coefficients of utilization and digestibility of protein. The authors developed an optimal recipe for fresh stiff dough with the ratio of wheat and pea flour 65:35, respectively. During the recipe optimization, the total protein content increased by 26.7%, the amino acid composition of the limiting acid (valine) increased by 42%, the value of the non-utilisable part of protein decreased by 66%, and the protein utilization rate increased by 28%, indicating a high level of balance in the amino acid composition of protein in the new recipe. The obtained results allow to determine the potential and prospects for the development of flour products from fresh stiff dough with a balanced amino acid composition of protein component, providing consumers with an alternative to maintain a healthy lifestyle.
1. Введение
В традиционной кулинарии народов России мучные изделия из пресного или бездрожжевого теста имеют глубокую культурно-историческую «родословную», к ним относятся: пельмени, вареники, лапша, клецки, пирожки, лепешки и др. . Мучные изделия из пресного теста отличаются универсальностью и возможностью создавать продукцию с многообразными вкусами за счет включения альтернативных видов муки, технологических добавок, удовлетворяя потребительские вкусо-ароматические предпочтения и обеспечивая функциональную направленность продукции
, .Так как изделия из пресного теста широко распространены в традиционной этнической кулинарии, то поиск путей повышения биологической ценности их с позиций современных тенденций в сфере национальной идентичности и принципов здорового питания является актуальным направлением
, .Бобовые содержат больше белка, чем традиционные источники муки: пшеница, рис, кукуруза и др.
. Имея в своем составе трудноусвояемые полисахариды, бобовые являются продуктом с низким гликемическим индексом и подходят для целевой аудитории, формирующей спрос на безглютеновые пищевые продукты.Горох, как одна из важнейших зернобобовых культур, широко выращивается в регионах мира с умеренным климатом, в том числе в России. Химический состав гороховой муки отличается высоким содержанием белка, который обладает усвояемостью, сопоставимой с животным белком . Содержание аминокислот в гороховом белке близко к «идеальному белку», рекомендованному ВОЗ
, . Гороховая мука находит применение в различных пищевых направлениях: хлебобулочные, мучные кондитерские, молочно-растительные, комбинированные рыбо- и мясорастительные изделия, восточные сладости и др. , .Следует отметить, что исследователи в области технологии мучных изделий в своих разработках чаще используют мучные смеси с вариативностью гороховой муки в интервале от 5 до 20%
.Критерием при проектировании рецептур выступает качество белкового компонента мучных изделий, которое может быть охарактеризовано такими показателями, как: аминокислотный состав, аминокислотный скор, коэффициент утилизации, коэффициент усвояемости белка и др.
, .Цель исследования – оптимизировать рецептуры изделий из пресного густого теста с добавлением гороховой муки путем сбалансирования аминокислотного состава мучных компонентов. Для достижения цели решали следующие задачи: сравнили аминокислотный состав пшеничной и гороховой муки, установили оптимальное соотношение мучных компонентов и рассчитали сбалансированную по аминокислотному составу рецептуру мучных изделий из пресного густого теста.
2. Методы и принципы исследования
В работе изучали химический состав муки: образец № 1 (контрольный) – мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, ПАО «Петербургский мельничный комбинат»; образец № 2 – мука гороховая «С. Пудовъ»; рецептуры пресного густого теста для лапши: образец № 3 (контрольный образец) – пресное тесто по рецептуре № 703 Сборника рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания 1996 г.; образец № 4 – тесто с добавлением гороховой муки по разработанной оптимизированной рецептуре. Оптимизацию рецептур проводили с помощью прикладной программы «Оптимизация аминокислотного состава»
. Расчетный метод, предложенный Н.И. Ковалевым с соавторами основан на том, что все незаменимые аминокислоты белка утилизируются в количествах, соответствующих количеству аминокислоты с наименьшим скором. Решением оптимизационной задачи является нахождение соотношения рецептурных компонентов, при котором неутилизируемая часть белка (∆Б, мг/г) стремится к минимуму, а скор и коэффициент утилизации белка (КУБ, %) – к максимуму.3. Основные результаты
На первом этапе исследования с целью прогнозирования и разработки оптимальной рецептуры провели анализ аминокислотного состава пшеничной (рис. 1) и гороховой (рис. 2) муки по сравнению с «идеальным» белком.
Рисунок 1 - Аминокислотный состав пшеничной муки
Рисунок 2 - Аминокислотный состав гороховой муки
Для определения содержания рецептурных компонентов составили графики перебора показателей, характеризующих аминокислотный состав мучных смесей, по следующим показателям: разность аминокислот (РА), коэффициент усвояемости (КУ), аминокислотный скор (АС), коэффициент утилизации белка (КУБ), рис. 3.
Рисунок 3 - Графики перебора показателей качества белкового компонента мучной смеси
График, характеризующий аминокислотный состав мучной смеси с добавлением гороховой муки приведен на рис. 4.
Рисунок 4 - Аминокислотный состав смеси из гороховой и пшеничной муки
Таблица 1 - Рецептура густого пресного теста с добавлением гороховой муки
Наименование продуктов | Масса продуктов нетто в образце № 1, г | Масса продуктов нетто в образце № 2, г |
Мука пшеничная высший сорт | 875 | 569 |
Мука пшеничная высший сорт на подпыл | 60 | 60 |
Мука гороховая | - | 306 |
Яйца | 250 | 250 |
Вода | 175 | 175 |
Соль | 25 | 25 |
Масса сырья в натуре | 1385 | 1385 |
Выход полуфабриката | 1000 | 1000 |
Анализ показателей качества белкового компонента контрольной и разработанной мучных смесей показал, что добавление гороховой муки в рецептуру пресного густого теста в количестве 35% от общего содержания муки в рецептуре приводит к положительной динамике показателей, за исключением неутилизируемой части белка (ΔБ), что свидетельствует о повышении пищевой ценности пресного теста из гороховой муки, рис. 5.
Рисунок 5 - Расчет аминокислотного состава мучных смесей
Примечание: а) с использованием пшеничной муки; б) с использованием мучной смеси из пшеничной (65%) и гороховой (35%) муки
Таблица 2 - Динамика показателей качества белкового компонента мучных смесей
Показатели | Единицы измерения | Образец № 1 | Образец № 2 | Динамика показателей |
Содержание общего белка | % | 10,85 | 13,75 | 2,9 |
Коэффициент усвоения белка | доля единицы | 0,82 | 0,84 | 0,02 |
Лимитирующая кислота | - | лизин | валин | - |
Скор лимитирующей кислоты | % | 67 | 95 | 28 |
Скорректированный скор с поправкой на усвояемость протеина | % | 55 | 80 | 25 |
Неутилизируемая часть белка | мг/г | 127 | 43 | 84 |
Коэффициент утилизации белка | % | 69 | 89 | 20 |
Общее содержание белка в образце № 2 увеличилось на 26,7%. Аминокислотный состав контрольного образца № 1 отличался наличием лимитирующей кислоты – лизина, в образце № 2 – лимитирующей кислотой стал валин, скор которого увеличился на 42%. Отмечено, что аминокислотный скор с поправкой на усвояемость протеина (PDCAAS) в разработанной рецептуре вырос на 45%. Снижение неутилизируемой части белка в образце № 2 на 66% и повышение коэффициента утилизации белка на 28% свидетельствуют о достаточно высоком уровне сбалансированности аминокислотного состава в разработанной рецептуре.
4. Заключение
Анализ источников показал, что гороховая мука встречается в составе многих национальных блюд народов России и широко используется в разработке пищевой продукции функциональной направленности в современной индустрии питания. В результате оптимизации рецептуры пресного густого теста для мучных изделий с заменой 35% пшеничной муки на гороховую, аминокислотный состав разработанной смеси приближается к показателям «идеального белка». В перспективе планируются дальнейшие исследования по определению реологических характеристик теста с гороховой мукой, изучение сочетаемости тестовой оболочки с различными видами начинок для расширения ассортимента мучных кулинарных изделий со сбалансированным аминокислотным составом.