Технология производства безглютеновой пшеничной муки

Обновлено: 01.03.2024

В ХХI веке участились случаи заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ, а в последнее время внимание врачей, диетологов, исследователей все больше интересует проблема непереносимости злакового белка − глютена. Целиакия является хроническим, аутоиммунным заболеванием, характеризующимся стойкой непереносимостью глютена. Глютен содержится в таких злаках, как пшеница, рожь, ячмень и тритикале. Так как глютеновая энтеропатия является неизлечимым заболеванием, то больным необходимо соблюдать диету на протяжении всей жизни Ценность хлебобулочных изделий с использованием нетрадиционной муки заключается в комплексности химического состава и в возможности обогатить данные изделия веществами, содержание которых недостаточно. В работе были исследованы органолептические и физико-химические показатели конопляной, черемуховой муки и муки из бурого риса. Черемуховая мука имеет превышающие показатели кислотности и автолитической активности, по сравнению с конопляной и рисовой мукой поэтому, рекомендуется ее добавлять в небольших количествах в безглютеновые смеси, что в дальнейшем может повлиять на органолептическую оценку и качество готового хлеба. По данным исследований, безглютеновая мука обладает хлебопекарными свойствами и может быть рекомендована к использованию в хлебобулочном производстве в качестве основного компонента для создания безглютеновых изделий таких как, например, бородинский хлеб, не требующих высокого содержания клейковины.

Ключевые слова: мука из бурого риса, черемуховая мука, конопляная мука, органолептический анализ, массовая доля влаги, кислотность, автолитическая активность, водосвязывающей и жиросвязывающей способности.

A STUDY OF GLUTEN FREE FLOUR TYPES FOR THE PRODUCTION OF BAKERY PRODUCTS

Anashkina P. Zh. 1 , Moskvicheva E. V. 2, *, Timoshenkova I. A. 3 , Moskvichev A. S. 4

2 ORCID: 0000-0003-4687-3483;

3 ORCID: 0000-0003-4917-0556;

1, 2, 3, 4 Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, Russia

Abstract

In the 21st century, cases of diseases associated with metabolic disorders have become more frequent while the attention of doctors, nutritionists, researchers recently has been increasingly focusing on the problem of intolerance to gluten, a protein found in cereal. Celiac disease is a chronic, autoimmune disease characterized by persistent gluten intolerance. Gluten can be found in cereals such as wheat, rye, barley and triticale. Since gluten enteropathy is an incurable disease, patients need to follow a diet throughout their lives. The value of bakery products made with non-traditional flour lies in the complexity of the chemical composition and the ability to enrich these products with substances whose content is insufficient. The study examines the organoleptic and physicochemical parameters of hemp, bird cherry flour and brown rice flour. Cherry flour has higher acidity and autolytic activity compared to hemp and rice flour and is therefore recommended to add it in small quantities to gluten-free mixtures, which in the future may affect the organoleptic assessment and quality of the finished bread. According to the research, gluten-free flour has baking properties and can be recommended for use as the main component in the production of gluten-free bakery products such as, for example, Borodinsky bread, which does not require a high gluten content.

Keywords: brown rice flour, cherry flour, hemp flour, organoleptic analysis, mass fraction of moisture, acidity, autolytic activity, water-binding and fat-binding capacities.

Введение

В последнее время врачей, диетологов, исследователей все больше интересует проблема непереносимости злакового белка – глютена и заболеванием целиакией. Целиакия является хроническим, аутоиммунным заболеванием, характеризуется стойкой непереносимостью глютена, которое возникает у генетически предрасположенных людей, характеризующееся потерей ворсинок в проксимальном отделе тонкого кишечника и желудочно-кишечной мальабсорбцией [1], [17]. Глютен содержится в таких злаках, как пшеница, рожь, ячмень и тритикале. Так как глютеновая энтеропатия является неизлечимым заболеванием, то больным необходимо соблюдать диету на протяжении всей жизни [2], [20].

Санкт-Петербургский Медико-генетический центр диагностировал высокий рост заболеваемости в возрасте от 1 до 3 лет, непосредственно после начала употребления продуктов с содержанием глютена [11]. Приведённые данные в полной мере позволяют подтвердить, что глютеночувствительная целиакия не считается редким заболеванием. Так же аглютеновую диету должны соблюдать не только пациенты с заболеванием, но и значительный контингент клинически здоровых людей с целью предотвращения развития ряда заболеваний [12].

Во многих странах для больных целиакией выпускаются безглютеновые продукты: хлеб, макаронные изделия, печенья, мука для выпечки и т.п. В России появляются специализированные продукты для больных целиакией, в основном это мучные кондитерские изделия. Но несмотря на появление на российском рынке новых безглютеновых продуктов, ассортимент их остаётся ограниченным [3].

Для видового разнообразия безглютеновых хлебобулочных изделий используют различные виды смесей муки в различных соотношениях. Чаще всего для безглютеновых хлебобулочных изделий используют картофельный, кукурузный крахмал, кукурузную и рисовую муку. Но есть другие виды муки, которые богаты витаминами и минералами, благотворно влияют на организм человека и прекрасно подходят для аглютеновых диет. Одними из таких источников сырья для производства безглютеновых изделий могут быть: конопляная и черемуховая мука и мука из бурого риса.

Конопляная мука изготавливается из жмыха семян конопли, берут целые чистые предварительно промытые семена конопли, просушивают их при температуре 80-90 С° в семенной массе до влажности не более 8%, затем охлаждают, измельчают и фасуют, не отделяя от лузги и конечным результатом является 100-процентная конопляная мука

Все семена конопли должны быть обработаны заранее, чтобы быть уверенными, что они не подвергались воздействию каких-либо вредных химических веществ или пестицидов [19].

Конопляная мука обладает множеством полезных свойств, не содержит оказывающего наркотическое действие психотропного вещества — каннабинола. В связи с этим конопляная мука рекомендована для ежедневного употребления не только взрослым, но также может быть включена и в рацион детского питания. Конопляная мука содержит большое количество нерастворимой и водорастворимой клетчатки. В конопляной муке имеется 20 важнейших аминокислот, следует отметить такие как: метионин, триптофан, лизин и другие [9], [10].

Черемуховая мука богата биологически активными веществами. Для получения черемуховой муки высушенные ягоды после очистки вместе с косточками мелко размалывают до порошкообразного состояния [13]. В черемуховой муке содержатся флавоноиды (до 20 %) – растительные полифенолы, которые известны как растительные пигменты. Они являются мощными антиоксидантами, способными нейтрализовать действие свободных радикалов, что снижает риск возникновения злокачественных образований, способствуют укреплению стенок кровеносных сосудов. Черемуховая мука также содержит фитонциды, обладающие активным противомикробным действием [16].

Благодаря мягкому вкусу, бесцветному внешнему виду, гипоаллергенным свойствам, низкому содержанию натрия рисовая мука является одной из наиболее подходящих крупяных культур для приготовления безглютеновых продуктов [14]. Рисовая мука богата клетчаткой, содержит значительное количество витаминов группы В и минералов, таких как магний, калий и селен [15], [18], [21].

Главной целью данной работы было исследование органолептических, физико-химических и функционально-технологических свойств безглютеновых видов муки, для определения оптимального соотношения смеси муки для производства хлебобулочных изделий, например, безглютеного бородинского хлеба.

Методы и принципы исследования

Для определения технологических характеристик безглютеновой муки были проведены исследования её органолептических и физико-химических показателей: отбор проб и подготовку их к анализу [6]; органолептические показатели [8]; влажность и кислотность муки [4], [5]; автолитическая активность [7].

Водосвязывающую и жиросвязывающую способности безглютеновой муки определяли унифицированным способом путем взвешивания навесок безглютеновой муки с массой 0,25 г помещенных в пробирку, затем добавляли воду или жир массой 7,5 г и центрифугировали в течение пятнадцати минут при 3000 об/мин.

После центрифугирования жидкость или жир выливают из пробирки и оставляют на 10 минут в наклонном положении на фильтровальной бумаге для устранения лишней влаги, а после взвешивали.

Результаты и их обсуждение

Органолептическая оценка проводилась пятью независимыми экспертами, результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Органолептическая оценка конопляной, черемуховой муки, муки из бурого риса

Показатель Значение показателя
Конопляная мука Черемуховая мука Мука из бурого риса
Цвет Зелено-коричневый Красно-коричневый Кремовый
Внешний вид, текстура Рассыпчатая, не комкается Рассыпчатая, не комкается Сыпучая, комкается
Вкус Травяной с земляным привкусом, наличие хруста Травяной с шоколадно-ореховым послевкусием, наличие небольшого хруста Безвкусная
Запах Травяной, ярко выраженный, ореховый Травяной, ярко выраженный, сушеных ягод Нет

Конопляная и черемуховая мука представляют собой сыпучий порошок зелёно-коричневого и кирпично-коричневого цвета соответственно, при разжевывании ощущается небольшое похрустывание. Вкус и запах конопляной муки ореховый, травяной, в то время как у черемуховой муки вкус травяной, ореховый с выраженным ароматом сушеных ягод.

Мука из бурого риса имеет сыпучий внешний вид, кремового цвета, на вкус данная мука является безвкусной, без выраженного запаха. На рисунке 1 представлен внешний вид и структура конопляной, черемуховой муки и муки из бурого риса.

04-02-2021 16-34-17

Рис. 1 – Внешний вид безглютеновой муки: а) конопляной; б) черемуховой; в) из бурого риса

Влажность муки является одним из важных показателей ее качества, так как мука является менее стойким при хранении продуктом, чем зерно, поэтому повышенная влажность приводит к активизации микрофлоры муки и активации содержащихся в муке собственных ферментов. Если влажность муки будет высокой, то ферменты переходят в активное состояние, и в муке запускаются процессы окисления и гидролизного разложения жиров, белков и других соединений. Исследования по влажности муки представлены на рисунке 2.

04-02-2021 16-34-25

Рис. 2 – Влажность исследуемых образцов муки

Согласно данным рисунке 2, влажность исследуемых видов муки достаточно низкая, что приводит к подавлению роста микроорганизмов и деактивации ферментов муки, за счет положительных условий хранения. Также можно сказать о том, что при низкой влажности муки, она более высокой водопоглотительной способностью.

Кислотность муки позволяет определить свежесть муки (сроки ее хранения). Данную муку подвергают более тщательному органолептическому контролю. Также можно утверждать, что мука с повышенной кислотностью может привести к увеличению кислотности готовых изделий. Результаты исследований кислотности безглютеновой муки представлены на рисунке 3.

04-02-2021 16-34-36

Рис. 3 – Кислотность безглютеновой муки

Изделия из муки с повышенной кислотностью получаются более кислыми и пониженным удельным объемом. Как можно увидеть из данных рисунке 3, показатель кислотности черемуховой муки (6,85 %) превышает показатели остальных видов муки, это связано с тем, что данная мука содержит в своем составе достаточное количество органических кислот таких как: яблочная, лимонная и уксусная. Поэтому можно предположить, что добавление черемуховой муки в хлебобулочные изделия будет минимизировано для улучшения качества готового продукта.

Автолитическая активность – это способность муки образовывать при прогреве водно-мучной суспензии определенное количество водорастворимых веществ. Эта величина характеризует доброкачественность муки. Как низкая, так и высокая автолитическая активность муки отрицательно влияют на качество теста. Показатель автолитической активности безглютеновой муки представлен на рисунке 4.

04-02-2021 16-34-47

Рис. 4 – Автолитическая активность безглютеновой муки

Чем выше автолитическая активность муки, тем больше в ней содержится ферментов. Высокие показатели автолитической активности приводят к получению хлеба с липким заминающимся мякишем. Как видно из графика, представленного на рисунке 4, высокой автолитической активность обладает конопляная и черемуховая мука. Черемуховая и конопляная мука содержат значительное количество водорастворимых веществ (сахаров до 5 %, белков), а также высокое содержание ферментов, что обуславливает высокую автолитическую активность данных видов муки.

При производстве хлебобулочных изделий неотъемлемой частью является вода и жиры. Данное исследование показало какое количество жира или воды может связать мука в процентах к собственной массе. Контроль процессов производства хлебобулочных изделий, а также и их качества при учитывании данного показателя позволит заранее спрогнозировать консистенцию и выход конечной продукции. Данные проведенного исследования показаны на рисунках 5 и 6.

04-02-2021 16-37-15

Рис. 5 – Зависимость водосвязывающей способности от вида муки

04-02-2021 16-37-28

Рис. 6 – Зависимость водо- и жиросвязывающей способности от вида муки

Исходя из данных, представленных на рисунке 5, можно сделать вывод, что водосвязывающая способность (ВСС) безглютеновой муки достаточно велика, а значит, что такая мука сможет впитать в себя больше воды и сможет удержать воду, что в дальнейшем скажется на готовом изделии. Рисовая мука имеет наибольшее значения ВСС (155 %), это обусловлено мелким помолом данной муки и при взаимодействии с водой, рис впитывает воду и набухает.

Говоря о жиросвязывающей способности (ЖСС) муки, видно, что она также имеет высокие показатели, а значит, имеет достаточную жировую впитываемость. Высокие показатели ЖСС (199 %) черемуховой муки обосновываются тем, что в ее составе малое количество жиров (до 1 г), поэтому жиросвязывающая способность высокая, и преобладает над ЖСС конопляной и рисовой мукой.

Заключение

Из анализа полученных данных, можно сказать, что безглютеновая мука обладает хлебопекарными свойствами и может быть рекомендована к использованию в хлебобулочном производстве в качестве основного компонента для создания безглютеновых изделий таких как, например, бородинский хлеб, не требующих высокого содержания клейковины. Черемуховая мука имеет превышающие показатели кислотности и автолитической активности, по сравнению с конопляной и рисовой мукой поэтому, рекомендуется ее добавлять в небольших количествах в безглютеновые смеси, что в дальнейшем может повлиять на органолептическую оценку и качество готового хлеба.

Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.

Список литературы / References

Список литературы на английском языке / References in English

Читайте также: