РАЗРАБОТКА КОМПОЗИТНЫХ МУЧНЫХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ СЕМЯН ЧЕЧЕВИЦЫ
Рубрики: ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Авторы:
1.
ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет»
2.
ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет»
3.
ФГАОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет»
Тип:
Статья
Страницы:
с 89
по 95
Статус:
Опубликован
Получено:
23.10.2017
Одобрено:
23.10.2017
Опубликовано:
23.10.2017
Классификаторы:
УДК 664.644.9:635.658
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
УДК 60 Прикладные науки. Общие вопросы
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
УДК 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
Измельченные семена красной чечевицы, мука пшеничная хлебопекарная, композитная мучная смесь, биологическая ценность, пищевые волокна
Аннотация (русский):
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования измельченных семян красной чечевицы в качестве компонента композитных мучных смесей с повышенной пищевой и биологической ценностью, основой которых является пшеничная хлебопекарная мука. Важнейшая роль среди элементов питания принадлежит белкам, основная функция которых заключается в снабжении организма человека аминокислотами, необходимыми для синтеза собственных белков организма. Кроме белков важное значение имеют пищевые волокна и минеральные вещества. Выбор семян чечевицы в качестве компонента композитных мучных смесей обусловлен тем, что она обладает высокой пищевой и биологической ценностью. Семена чечевицы отличаются высоким содержанием белка, сбалансированного по аминокислотному составу, минеральными веществами, витаминами (β-каротин, PP, В1, В2, В6) и пищевыми волокнами. Представлены результаты анализа химического состава измельченных семян красной чечевицы, в том числе аминокислотного состава белков. Сравнительным анализом химического состава сортовой пшеничной муки и измельченных семян красной чечевицы показано значительное превосходство последних по содержанию белка, пищевых волокон и минеральных веществ, в том числе кальция и магния. В результате компьютерного моделирования определены дозировки измельченных семян красной чечевицы, позволяющие получить композитные мучные смеси с высокой биологической ценностью белка. Представлены данные анализа химического состава композитных мучных смесей из муки пшеничной хлебопекарной различных сортов и измельченных семян красной чечевицы. Установлено, что выбранные дозировки измельченных семян красной чечевицы позволяют создать композитные мучные смеси с высоким содержанием белка (18,9-17,0 %), пищевых волокон (11,32-8,6 %) и минеральных веществ (2,21-1,9 %), в том числе кальция и магния. Белки разработанных композитных мучных смесей отличаются высоким значением коэффициента рациональности аминокислотного состава (0,87-0,86) и низкой величиной показателя «сопоставимой избыточности» (5,4-5,9).
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования измельченных семян красной чечевицы в качестве компонента композитных мучных смесей с повышенной пищевой и биологической ценностью, основой которых является пшеничная хлебопекарная мука. Важнейшая роль среди элементов питания принадлежит белкам, основная функция которых заключается в снабжении организма человека аминокислотами, необходимыми для синтеза собственных белков организма. Кроме белков важное значение имеют пищевые волокна и минеральные вещества. Выбор семян чечевицы в качестве компонента композитных мучных смесей обусловлен тем, что она обладает высокой пищевой и биологической ценностью. Семена чечевицы отличаются высоким содержанием белка, сбалансированного по аминокислотному составу, минеральными веществами, витаминами (β-каротин, PP, В1, В2, В6) и пищевыми волокнами. Представлены результаты анализа химического состава измельченных семян красной чечевицы, в том числе аминокислотного состава белков. Сравнительным анализом химического состава сортовой пшеничной муки и измельченных семян красной чечевицы показано значительное превосходство последних по содержанию белка, пищевых волокон и минеральных веществ, в том числе кальция и магния. В результате компьютерного моделирования определены дозировки измельченных семян красной чечевицы, позволяющие получить композитные мучные смеси с высокой биологической ценностью белка. Представлены данные анализа химического состава композитных мучных смесей из муки пшеничной хлебопекарной различных сортов и измельченных семян красной чечевицы. Установлено, что выбранные дозировки измельченных семян красной чечевицы позволяют создать композитные мучные смеси с высоким содержанием белка (18,9-17,0 %), пищевых волокон (11,32-8,6 %) и минеральных веществ (2,21-1,9 %), в том числе кальция и магния. Белки разработанных композитных мучных смесей отличаются высоким значением коэффициента рациональности аминокислотного состава (0,87-0,86) и низкой величиной показателя «сопоставимой избыточности» (5,4-5,9).
Ключевые слова:
Измельченные семена красной чечевицы, мука пшеничная хлебопекарная, композитная мучная смесь, биологическая ценность, пищевые волокна
Измельченные семена красной чечевицы, мука пшеничная хлебопекарная, композитная мучная смесь, биологическая ценность, пищевые волокна
Одним из путей создания продуктов, обеспечи- вающих здоровое питание, является обогащение их витаминами, минеральными веществами, белком и пищевыми волокнами. Важнейшая роль среди элементов питания при- надлежит белкам, основная функция которых за- ключается в снабжении организма человека амино- кислотами, необходимыми для синтеза собствен- ных белков организма. Белки являются пластичес- ким материалом, из которого состоят все органы, а также гормоны, пищеварительные соки, ферменты и т.д. Белки обезвреживают попавшие в организм яды и токсины, достаточное количество белка в пище повышает устойчивость к стрессам, являю- щихся причиной многих заболеваний. Кроме белков важное значение имеют пищевые волокна. Растительные пищевые волокна - ком- плекс биополимеров, включающий клетчатку, ге- мицеллюлозу, пектиновые вещества, лигнин. Роль пищевых волокон в питании многообразна. Имея большой объем, пищевые волокна создают эффект ложного насыщения, оказывают обволакивающее действие на стенки желудка. При прохождении по кишечнику пищевые волокна формируют комок, способный проявлять адсорбционные свойства и удерживать воду, в результате уменьшается кон- центрация токсинов, солей тяжелых металлов, бак- терий, вирусов, раздражаются рецепторы стенки кишечника, ускоряется кишечный транзит [1-5]. Учитывая вышеизложенное, основное направ- ление исследований было направлено на разработ- ку композитных мучных смесей на основе пшенич- ной хлебопекарной муки, обогащенных полноценченных семян красной чечевицы определяли сле- дующие показатели: массовую долю воды - по ГОСТ Р 54951; белка - методом Кьельдаля; жира - экстракционным методом с предварительным гид- ролизом навески по ГОСТ 13496.15; пищевых во- локон - по ГОСТ 13496.4; золы - по ГОСТ 27494; минеральных веществ: кальция - по ГОСТ 26570, магния - по ГОСТ 30502, фосфора - фотометри- ческим методом по ГОСТ 26657. Аминокислотный состав устанавливали с помощью аминокислотного анализатора Biochrom 30 (Biochrom, England) на колонке Ultropac в литий-цитратной буферной сис- теме; содержание триптофана - по ГОСТ 13496.21. Коэффициент рациональности аминокислотного состава белков рассчитывали по методу Липато- ва [12]. При оценке биологической ценности белка ис- пользовали следующие показатели. Коэффициент утилитарности j-ой незаменимой аминокислоты αj Сmin . (1) j C j Коэффициент рациональности аминокислотного состава Rc, численно характеризующий сбаланси- рованность незаменимых аминокислот по отноше- нию к физиологически необходимой норме (этало- ну). В случае, когда Сmin ≤ 1, коэффициент рацио- нальности аминокислотного состава может быть рассчитан по следующей формуле n j Aj ным белком, пищевыми волокнам и минеральными веществами за счет семян чечевицы. Выбор чече- вицы был обусловлен тем, что она обладает высо- кой пищевой и биологической ценностью. Семена чечевицы отличаются высоким содержанием белка R j 1 c n Aj j 1 . (2) (21,3-36,0 %), сбалансированного по аминокислот- ному составу. В белках семян основными фракция- ми являются глобулины (85,9 %), причем белки по своей природе полноценные. Чечевица богата ми- неральными веществами, в том числе калием, каль- цием, магнием, цинком, железом, медью и селеном. Кроме того, семена чечевицы характеризуются вы- соким содержанием витаминов: β-каротин, PP, В1, Показатель «сопоставимой избыточности» содержания незаменимых аминокислот (σ), характе- ризующий суммарную массу незаменимых амино- кислот, не используемых на анаболические нужды в таком количестве белка оцениваемого продукта, которое эквивалентно по их потенциально утили- зируемому содержанию 100 г белка эталона. n В2, В6. Семена чечевицы используют как в повседневном рационе, так и в лечебном, детском и веге- тарианском питании [6-11]. Пшеничную хлебопекарную муку различных сортов выбрали как наиболее востребованное сырье в производстве j1 j A C Cmin min Aэj . (3) многих продуктов питания. Объекты и методы исследования Объектами исследования явились семена крас- ной чечевицы (производитель - ООО «Торговый Дом Увелка»), измельченные до порошкообразного состояния с размером частиц 400-500 мкм, мука пшеничная хлебопекарная сортов высший, первый, второй, обойная и композитные мучные смеси на их основе. При исследовании химического состава измель- В вышеприведенных формулах приняты следующие обозначения: Сj - скор j-ой незаменимой аминокислоты оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол. ед.; Cmin - минимальный скор незаменимых аминокислот оце- ниваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону), дол. ед.; Аj - массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты в сырье, г/100 г белка; Aэj - массовая доля j-ой незаменимой аминокисло- ты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка. Результаты и их обсуждение На первом этапе исследования определяли хими- ческий состав измельченных семян красной чечевицы и проводили сравнительный анализ с пшеничной хле- бопекарной мукой. Химический состав компонентов композитных мучных смесей представлен в табл. 1. Таблица 1 Химический состав компонентов композитных мучных смесей Показатель Компонент композитной мучной смеси Мука пшеничная хлебопекарная [13-14] Измельченные семена красной чечевицы* сорт высший первый второй обойная Вода, % 14,0 7,3 Белки, % 10,3 10,6 11,6 11,5 24,7 Жиры, % 1,1 1,3 1,8 2,2 1,3 Углеводы, % 70,1 68,5 64,2 60,8 49,3** Пищевые волокна, % 3,5 4,4 6,7 9,3 14,1 Зола, % 0,5 0,7 1,1 1,5 3,2 Кальций, мг/100 г 18 24 32 30 76 Магний, мг/100 г 16 44 73 94 75 Фосфор, мг/100 г 86 115 184 336 180 Соотношение Ca:Мg:P 1:0,9:4,8 1:1,8:4,8 1:2,3:5,8 1:3,1:11,2 1:1:2,4 * Результаты собственных исследований; ** По разности Как видно из данных, приведенных в табл. 1, в муке пшеничной, независимо от ее сорта, а также в измельченных семенах красной чечевицы преобла- дают углеводы и белки. При этом содержание бел- ков в измельченных семенах чечевицы составляет 24,7 %, что в 2,4-2,1 раза выше содержания в муке пшеничной (10,3-11,5 %). Кроме того, измельчен- ные семена чечевицы превосходят муку пшенич- ную по содержанию пищевых волокон, минераль- ных веществ, в том числе кальция и магния. В табл. 2 приведен аминокислотный состав компонентов композитной мучной смеси. Таблица 2 Аминокислотный состав компонентов композитных мучных смесей Аминокислота Эталон Содержание аминокислоты, мг/г белка компонента Мука пшеничная хлебопекарная [15] Измельченные семена красной чечевицы* сорт высший первый второй обойная Валин 50 45,7 48,1 44,9 44,0 39,3 Изолейцин 40 41,7 50 47,9 49,6 30,8 Лейцин 70 78,3 76,7 71,8 69,6 58,3 Лизин 55 24,3** 25** 28,2** 31,2** 58,3 Метионин + цистеин 35 34,3 37,7 36,7 36,8 26,3** Треонин 40 30,2 30 31,5 31,2 34,0 Триптофан 10 9,7 11,3 11,1 11,2 20,6 Фенилаланин + тирозин 60 72,8 83 79,1 77,8 73,3 Сумма НАК 360 337 362 351 351 341 Скор, % 100 44 45 51 57 75 Коэффициент Rc 1,0 0,47 0,45 0,53 0,58 0,79 Показатель σ 0 40,3 43,6 32,5 26,0 9,4 * Результаты собственных исследований; ** Лимитирующая аминокислота Из данных табл. 2 следует, что белки пшенич- ной хлебопекарной муки не являются полноцен- ными. Коэффициент рациональности аминокис- лотного состава (Rc), численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот белков муки, значительно ниже (0,47; 0,45; 0,53; 0,58) по отношению к физиологически необхо- димой норме (1,0) и по сравнению с белками из- мельченных семян красной чечевицы (0,79). Кроме того, белки пшеничной муки отличаются величинами показателя «сопоставимой избыточ- ности» содержания незаменимых аминокислот (σ) (40,3; 43,6; 32,5; 26,0), которые значительно превышают эталон (0). При разработке композитных мучных смесей руководствовались основным принципом процесса создания нового продукта с повышенной биологи- ческой ценностью белка. Результаты компьютерно- го моделирования рецептур композитных мучных смесей приведены на рис. 1-4. 1 0,8 0,87 0,6 0,4 0,47 0,2 Коэффициент Rс 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 Содержание измельченных семян красной чечевицы в композитной мучной смеси, % Рис. 1. Коэффициент рациональности аминокислотного состава белка композитной мучной смеси на основе муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и измельченных семян красной чечевицы Коэффициент Rс 1 0,8 0,86 0,6 0,4 0,45 0,2 0 0 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 82 86 90 94 98 100 Содержание измельченных семян красной чечевицы в композитной мучной смеси, % Рис. 2. Коэффициент рациональности аминокислотного состава белка композитной мучной смеси на основе муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и измельченных семян красной чечевицы Коэффициент Rс 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,53 0,86 0 2 6 10 14 18 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 Содержание измельченных семян красной чечевицы в композитной мучной смеси, % Рис. 3. Коэффициент рациональности аминокислотного состава белка композитной мучной смеси на основе муки пшеничной хлебопекарной второго сорта и измельченных семян красной чечевицы 1 Коэффициент Rс 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,58 0,86 0 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 82 86 90 94 98 100 Содержание измельченных семян красной чечевицы в композитной мучной смеси, % Рис. 4. Коэффициент рациональности аминокислотного состава белка композитной мучной смеси на основе муки пшеничной хлебопекарной сорта обойная и измельченных семян красной чечевицы Из графиков на рис. 1-4 видно, что по мере до- бавления в пшеничную муку измельченных семян красной чечевицы повышается величина коэф- фициента аминокислотной сбалансированности белка (Rc). Максимальное значение коэффициента аминокислотной сбалансированности белка отмечено при содержании измельченных семян чечевицы (%) в композитной мучной смеси с мукой пшеничной хлебопекарной высшего сорта - 48; первого сор- та - 58; второго сорта - 44; сорта обойная - 42. Од- новременно установлено снижение величины пока- зателя σ. Аминокислотный состав вышеуказанных ком- позитных мучных смесей и показатели биологи- ческой ценности белков представлены в табл. 3. Таблица 3 Аминокислотный состав композитных мучных смесей Аминокислота Эталон Содержание аминокислоты, мг/г белка смеси Сорт пшеничной хлебопекарной муки в смеси высший первый второй обойная Валин 50 41,3 41,4 41,4 41,1 Изолейцин 40 34,2 35,4 37,2 38,2 Лейцин 70 64,5 62,7 63,4 62,7 Лизин 55 47,7 50,4 47,0 47,7 Метионин + цистеин 35 28,8 29,0 30,2 30,4 Треонин 40 32,8* 33,1* 33,1* 32,9* Триптофан 10 17,2 18,4 17,0 16,9 Фенилаланин + тирозин 60 73,1 75,6 75,5 75,0 Сумма НАК 360 340 346 345 345 Скор, % 100 82,0 82,6 82,7 82,3 Коэффициент Rc 1,00 0,87 0,86 0,86 0,86 Показатель σ 0 5,4 5,9 5,7 5,9 *Лимитирующая аминокислота Как видно из данных табл. 3 композитные муч- ные смеси с добавлением измельченных семян красной чечевицы в выбранных дозировках отли- чаются высоким содержанием аминокислоты лизи- на, которая в отличие от муки пшеничной хлебопе- карной (табл. 2) не является лимитирующей. Кроме того, по сравнению с белками пшеничной хлебопе- карной муки и измельченных семян чечевицы (табл. 2) для композитных мучных смесей отмечено более высокое значение коэффициента рациональ- ности аминокислотного состава (Rc) - 0,87-0,86, при этом белки мучных смесей имеют низкую ве- личину показателя «сопоставимой избыточности» (σ) - 5,4-5,9. Исходя из химического состава компонентов композитных мучных смесей расчетно- аналитическим путем был определен их хими- ческий состав (табл. 4). Таблица 4 Химический состав композитных мучных смесей Показатель Композитная мучная смесь на основе муки пшеничной хлебопекарной и измельченных семян красной чечевицы Сорт пшеничной хлебопекарной муки в смеси высший первый второй обойная Вода, % 10,8 10,1 11,0 11,2 Белки, % 17,2 18,9 17,4 17,0 Жиры, % 1,2 1,3 1,6 1,8 Углеводы, % 60,1 57,4 57,6 55,9 Пищевые волокна, % 8,60 10,05 9,97 11,32 Зола, % 1,90 2,15 2,03 2,21 Кальций, мг/100 г 46 54 51 57 Магний, мг/100 г 44 62 74 83 Фосфор, мг/100 г 131 153 182 245 Соотношение Ca:Мg:P 1:0,9:2,8 1:1,1:2,8 1:1,5:3,5 1:1,5:4,3 Анализ данных, представленных в табл. 4, сви- детельствует, что добавление в пшеничную хлебо- пекарную муку измельченных семян красной чече- вицы позволяет создать продукт с высоким содер- жанием белка (18,9-17,0 %), пищевых волокон (11,32-8,6 %) и минеральных веществ (2,21-1,9 %), в том числе кальция и магния. При этом по сравнению с пшеничной сортовой мукой (табл. 1) соот- ношение Ca:Мg:P в композитных мучных смесях ближе к оптимальному (1:1:1,5). Разработанные композитные мучные смеси по органолептическим показателям отличались от муки пшеничной хлебопекарной по запаху и цве- ту. Запах мучных смесей независимо от сорта ISSN 2313-1748 Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 46. № 3 пшеничной муки был свойственный муке, но с легким запахом семян чечевицы. Композитные мучные смеси имели следующие характеристики по цвету: на основе пшеничной хлебопекарной муки высшего и первого сортов - кремовый с включением мелких частиц красного цвета; пше- ничной хлебопекарной муки второго сорта - кремовый с сероватым оттенком с включением мелких частиц красного цвета; пшеничной хле- бопекарной муки обойной - кремовый с серова- тым оттенком с заметными частицами оболочек зерна и с включением мелких частиц красного цвета. Таким образом, сравнительный анализ хими- ческого и аминокислотного составов муки пшенич- ной хлебопекарной и измельченных семян красной чечевицы показал значительное превосходство последних по содержанию белка и его биологичес- кой ценности, пищевых волокон и минеральных веществ, в том числе кальция и магния. Данные факты послужили для выбора семян красной чече- вицы, измельченных до порошкообразного состоя- ния с размером частиц 400-500 мкм, в качестве компонента при разработке композитных мучных смесей на основе пшеничной хлебопекарной муки с высокой пищевой и биологической ценностью.
1. Броновец, И.Н. Пищевые волокна - важная составляющая сбалансированного здорового питания / И.Н. Броновец // Медицинские новости. - 2015. - № 10. - С. 46-48.
2. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологии / А.Ф. Доронин, Л.Г. Ипатова, А.А. Кочеткова [и др.]; Под ред. А.А. Кочетковой. - М.: ДеЛи принт, 2009. - 288 с.
3. Драчева, Л.В. Пищевые волокна - ингредиенты функционального назначения / Л.В. Драчева // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. - 2011. - № 1. - С. 42-43.
4. Пищевые волокна как функциональные ингредиенты / И.В. Максимов, В.И. Манжесов, Е.Е. Курчаева, И.Д. Веселева // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т. 2, № 4-3 (9-3). -С. 465-468.
5. Inadequate nutrient intakes are common and are associated with low diet variety in rural, community-dwelling elderly /T.A. Marshall, P.J. Stumbo, J.J. Warren, X.J. Xie // J. Nutr. - 2001. - Vol. 131. - P. 2192-2196.
6. Антипова, Л.В. Чечевица: перспективы использования в технологии пищевых продуктов: монография / Л.В. Антипова. - Воронеж: ФГОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2010. - 255 с.
7. Васнева, И.К. Чечевица - ценный продукт функционального питания / И.К. Васнева, О.Е. Бакуменко // Хлебопродукты. - 2011. - № 11. - С. 39-40.
8. Чухно, Т. Большая энциклопедия лекарственных растений / Т. Чухно. - М.: Эксмо, 2007. - 1024 с.
9. Васнева, И.К. Чечевица - сырье для производства продуктов антистрессовой направленности / И.К. Васнева, О.Е. Бакуменко // Пищевая промышленность. - 2010. - № 8. - С. 20-23.
10. Чечевица (биология, технология, рецепты) / М.Д. Варлахов, А.И. Алыев, Л.Н. Варлахова [и др.]. - Орел, 1994. - 28 с.
11. Васютин, А.С. Зернобобовые культуры - основной источник растительного белка / А.С. Васютин // Кормопроизводство. - 1996. - № 4. - С. 26-29.
12. Липатов, Н.Н. Методология проектирования продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой ценности / Н.Н. Липатов, И.А. Рогов // Известия вузов. Пищевая технология. - 1987. - № 2. - С. 9-15.
13. Скурихин, И.М. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания: справочник / И.М. Скурихин, В.А. Тутельян. - М.: ДеЛи принт, 2008. - 276 с.
14. Пучкова Л.И. Технология хлеба / Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 559 с.
15. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов / Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. - М. Агропромиздат, 1987. - 360 с.
