Барнаул, Алтайский край, Россия
Барнаул, Алтайский край, Россия
Барнаул, Алтайский край, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Семена льна являются источником ряда ценных компонентов и используются для направленного модели- рования пищевой ценности хлебобулочных изделий. Основным объектом исследования выступали мучные смеси, полу- ченные путем смешивания муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и льняной муки в процентном соотношении 92,5:7,5; 90,0:10,0 и 87,5:12,5. Реологические свойства теста исследовали на приборе Mixolab (Chopin Technologies, Фран- ция) в Алтайском государственном техническом университете им. И. И. Ползунова (Барнаул, Россия). По данным мик- солабограмм и радиальных диаграмм установлены различия в реологическом профиле мучных смесей. С увеличением доли льняной муки время замеса закономерно повышается (с 5,58 до 5,77 мин) и увеличивается время стабильного состо- яния теста (с 9,25 до 9,67 мин). Изучение реологических свойств теста показало прямую зависимость водопоглотительной способности мучных смесей от дозировки льняной муки (рост с 69,4 до 72,9 %). Индексы «Вязкость», «Амилолитическая активность» и «Ретроградация крахмала» находятся в обратной зависимости. С повышением дозировки льняной муки возрастают влажность теста (с 47,0 до 50,0 %) и начальная кислотность теста (от 2,5 до 3,5 град), что является причиной изменения скорости нарастания кислотности теста в процессе брожения. Это способствует более быстрому созреванию теста и сокращению общей продолжительности его брожения (с 90 до 60 мин). Полученные результаты позволяют оха- рактеризовать мучные смеси с добавлением льняной муки, как «средние по силе» (филлер), дающие хлеб с пониженным объемом. По результатам исследований авторами предложены оптимальная дозировка льняной муки (7,5–10,0 %) и режи- мы технологического процесса, позволяющие получить хлеб с хорошими потребительскими свойствами.
Хлеб, мука из семян льна (льняная мука), мучные смеси, тесто, биохимические свойства мучных сме- сей, реологические свойства теста, качество хлеба
Семена льна (Linum usitatissimun L.) рассматри- ваются современной диетологией не только как источник пищевого масла, богатого α-линолено- вой кислотой [1, 2], но и в качестве дополнительного источника пищевого белка [1, 3], растворимых и не- растворимых пищевых волокон [4, 5], лигнанов [6, 7]. Именно со свойствами перечисленных компонентов льняных семян и продуктов их переработки следует связывать растущую популярность их включения в состав пищевых продуктов и активность исследова- ний в качестве пищевого сырья, имеющего выражен- ные диетические свойства. Установлено, что пептиды белков льняных семян обладают антиоксидантными свойствами [8]. Растворимые пищевые волокна спо- собствуют снижению уровня глюкозы и холесте- рина, в том числе при включении в рацион больных сахарным диабетом [9–11]. Лигнаны участвуют в ре- гуляции веса, липидного профиля и артериального давления [6, 7, 12].
Некоторое непостоянство состава льняного мас- ла обусловлено различием между ботаническими разновидностями [13] – кудряш (V. brevimulticaulia), межеумок (V. intermedia) или долгунец (F. elengata)
– и сортотипами этого растения [14]. Масло любого вида и сортотипа обладает диетическими свойства- ми, к которым относят влияние на функциональную активность мембран эритроцитов [15], гепатотроп- ный эффект [16], противоопухолевый эффект [17] и, прежде всего, возможность направленной регу- ляции липидного спектра сыворотки крови [18] и связанное с этим кардиопротекторное действие [19]. Диетические свойства масла объясняются высоким содержанием α-линоленовой кислоты, но определен- ное значение уделяется и наличию в льняном масле естественных антиоксидантов – жирорастворимых витаминов и селена [2, 20].
Наряду с перечисленными положительными эффектами льняного масла, есть достоверные кли- нические данные о том, что этот продукт не целесо- образно рассматривать в качестве самостоятельного активного препарата жирных кислот омега-3 [21]. Обогащение рациона α-линоленовой кислотой льня- ного масла может приводить к снижению обеспечен- ности организма витамином Е и ухудшению общего витаминного статуса [22].
Неоднозначность клинических данных о ди- етических свойствах льняного масла послужила причиной появления нового направления научных исследований. Основной целью нового направления является изменение тромбогенных и атерогенных характеристик жиров животных и птицы через мо- дификацию их рациона включением того же льняно- го масла или льняных семян [23–25]. Не сдает своих позиций и традиционное направление, нацеленное на модификацию ежедневного рациона питания включением семян льна или льняного масла непо- средственно в состав потребляемых продуктов пи- тания человека. Одной из наиболее популярных тем является введение продуктов переработки льняных семян в состав мучных продуктов, в основном – хле- ба [4, 7, 11, 26–28].
Как в России, так и за рубежом, хлеб относят к продуктам, пользующимся стабильным спросом у населения. Это позволяет рассматривать его в ка- честве удобного объекта для корректировки пище- вой ценности и профилактической эффективности повседневного рациона. Одним из наиболее хоро- шо изученных способов корректировки пищевой ценности хлебобулочных изделий считается их обогащение растительными пищевыми волокнами в виде отрубей либо в виде цельносмолотой муки [29]. Этому критерию полностью отвечают пище- вые волокна семян льна и «льняной муки» [30, 31]. Льняное масло семян льна и «льняной муки» может рассматриваться в качестве обогащающего компо- нента и одновременно пластификатора, т. к. жиры в технологии хлеба играют важную технологическую роль, обеспечивающую необходимую консистенцию теста, эластичность мякиша, снижение скорости черствения и повышение пищевой ценности выпе- ченных изделий [32].
Вместе с тем, как показано в ряде эксперимен- тальных исследований, введение измельченных семян льна в состав теста в физиологически значи- мых дозировках может приводить к существенно- му ухудшению вкуса и аромата продукта: выпечки [33], снэков [34] или кондитерских изделий [35]. Это вызвано высокой скоростью окисления льняного масла [36] и определяет необходимость «вуалиро- вания» проявившихся негативных эффектов в ор-
Конева С. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 1 С. 85–96
ганолептических свойствах мучных изделий со льном. Одной из технологических «находок» в этом плане стала возможность нанокапсулирования льняного масла перед введением в состав мучных изделий [37], в том числе с использованием в каче- стве материала для получения капсул белок-полиса- харидной смеси [38].
Статистика публикаций, посвященных теорети- ческим и экспериментальным исследованиям вве- дения продуктов переработки семян льна в состав хлебобулочных изделий, свидетельствует о росте на- учного и практического интереса к рассматриваемой теме. В научной литературе достаточно ссылок на то, что включение льняной муки (как и других видов муки, богатых пищевыми волокнами) в состав муч- ных смесей оказывает влияние на технологические свойства муки и процесс тестообразования. Однако в имеющихся публикациях не достаточно данных, по- зволяющих получить однозначное представление о влиянии льняной муки на реологические и, соответ- ственно, технологические свойства теста.
Поскольку реологические особенности теста как упруго-вязко-пластичного тела определяют тех- нологические свойства полуфабрикатов и качество готовых мучных изделий, целью данной работы яв- лялось исследование влияния дозировки льняной муки на реологические свойства теста и качество хлеба.
Решаемые задачи:
- систематизация литературных данных для выявле- ния сущности и механизмов биохимических и кол- лоидных процессов, протекающих в тесте из смеси пшеничной и льняной муки;
- исследование биохимических свойств мучных сме- сей и основных реологических характеристик теста, полученного на основе мучных смесей с выбранным соотношением пшеничной и льняной муки;
- выявление общих закономерностей влияния дози- ровки льняной муки на процессы, характеризующие скорость образования и созревания теста и ретро- градацию крахмала;
- обоснование режимов тестоприготовления на ос- нове полученных биохимических свойств мучных смесей и реологических характеристик теста;
- лабораторная выпечка и оценка качества хлеба для определения оптимальной дозировки льняной муки для производства массовых сортов хлеба.
Объекты и методы исследования
В качестве объектов исследований использованы:
-
-
-
- полуобезжиренная льняная мука (рис. 1) – мука из жмыха семян масличного льна (Linum usitatissimum L., сем. Linaceae), полученная произ- водителем путём однократного холодного отжима семян масличного льна с последующим измельче- нием жмыха в муку с дисперсностью менее 0,5 мм и фасовкой в потребительскую упаковку из комби- нированных материалов (полиэтилен/фольга; кар- тонная коробка). Обладает характерным ароматом и привкусом семян льна, светло-коричневого цве- та. Пищевая ценность 100 г льняной муки, соглас-
-
-
но маркировке производителя: белки – 36 г, жиры
− 10 г, углеводы – 9 г; энергетическая ценность – 270 ккал. Фактические значения компонентов хи- мического состава льняной муки, определенные с использованием стандартных методов исследова- ний масличного сырья: белки – 34,6 ± 0,1 %, жиры – 11,5 ± 0,2 %, углеводы (сумма усвояемых и пищевых волокон) – 43,7 ± 0,5 %. Заявленный производителем срок годности – 12 месяцев при температуре не бо- лее 25 ºС и относительной влажности воздуха не бо- лее 75 %;
-
-
-
- мучные смеси, полученные путем смешивания до однородного состояния муки пшеничной хлебо- пекарной первого сорта и льняной муки в процент- ном соотношении 92,5:7,5; 90,0:10,0 и 87,5:12,5;
- мука пшеничная хлебопекарная первого сорта, используемая в качестве контрольного объекта ис- следований при изучении качества мучных смесей, на этапе определения реологических свойств теста и на этапе определения показателей качества хлеба;
- хлеб из теста, полученного из муки пшенич- ной хлебопекарной первого сорта и мучных смесей, приготовленных по п. 2.
-
-
При обобщении литературных данных исполь- зовались методы сравнительного анализа и си- стематизации информации из научных изданий и периодической печати.
Результаты экспериментальных исследований мучных смесей и хлеба получены с использованием стандартных органолептических и инструменталь- ных методов исследований, принятых в зернопере- рабатывающей и хлебопекарной отрасли.
Сахарообразующую способность мучных смесей определяли по методу Рамзей-ВНИИЗ, заключаю- щемуся в определении количества миллиграммов мальтозы, образующейся за 1 час настаивания водно-мучной суспензии из 10,0 ± 0,1 г мучной сме- си и 50 см3 воды при температуре 27 °С.
Кислотность мучных смесей определяли по мето- дике ГОСТ 27493–87, кислотность мякиша хлеба – по методике ГОСТ 5670–96 титрованием пробы 0,1 М раствором гидроксида натрия всех кислореагирую- щих веществ, переходящих в водно-мучную суспен- зию, полученную на основе навески мучной смеси или измельченного мякиша определенной массы.
Внешний вид хлеба, состояние мякиша, вкус и запах определяли органолептическими методами.
(а) (б)
Рисунок 1 – Фото льняного жмыха (а) и льняной муки (б)
Figure 1 – Photos of linseed cake (a) and flax flour (b)
Koneva S.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 1, pp. 85–96
Влажность мякиша хлеба определяли по мето- дике ГОСТ 21094–75 высушиванием проб мякиша массой 5 г до при температуре 130 ± 2 °С в течение 45 минут с последующим взвешиванием и расчётом значения показателя в %.
Пористость мякиша хлеба определяли по мето- дике ГОСТ 5669–96, с использованием прибора Жу- равлева, путем получения цилиндрических выемок мякиша определенного объема с их последующим взвешиванием и расчетом значения показателя в %.
Удельный объем хлеба определяли как отно- шение установленного по ГОСТ 27669–88 объема изделия к его массе (см3/г). Формоустойчивость определяли по ГОСТ 27669–88, рассчитывая как отношение высоты подового хлеба к его диаметру (H/D).
Все исследования проводились в трёхкратной по- вторности для каждого показателя. Результаты ис- следований обрабатывали методом статистического анализа.
Реологические показатели теста эксперимен- тальных составов исследовали по методике ISO 17718:2013 [39] с использованием прибора Mixolab (Chopin Technologies, Франция) в соответствие с техническим описанием к прибору в протоколе
«Chopin+». Оценка реологических свойств на прибо- ре Mixolab предполагает анализ водопоглотительной способности мучных смесей, времени образования теста и стабильности теста с выделением пяти тем- пературных интервалов исследования, имитирую- щих технологические условия приготовления теста и выпечки хлеба. В нескольких анализируемых точ- ках экспериментальных кривых миксолабограммы прибор определяет крутящие моменты, характеризу- ющие протекающие в тесте биохимические и колло- идные процессы.
В первой фазе (характеризующей устойчивость к замесу, точка С1), продолжительность которой состав- ляет 8 минут, прибор обеспечивает замес теста при температуре 30 °С до консистенции 1,1 + 0,05 Н×м. Во 2 и 3 фазах замеса (точка С2 – «Глютен+», который характеризует разжижение теста; точка С3 – вяз-
кость, которая отражает консистенцию теста в про- цессе клейстеризации крахмала) регистрируется изменение консистенции теста при его нагреве до 90 °С. В 4 и 5 фазах консистенция теста измеряет- ся в процессе охлаждения до 50 °С и последующего выдерживания при данной температуре в течение 5 минут (что соответствует точке С4, характеризую- щей активность амилолитических ферментов теста, и точке С5 – ретроградации крахмала).
Результаты и их обсуждение
Предварительные исследования рецептур хлеба с льняной мукой (от 7,5 % до 12,5 % от общего ко- личества муки в рецептурной смеси) показали, что добавление льняной муки оказывает значительное влияние на хлебопекарные свойства смесей пшенич- ной и льняной муки и технологические свойства те- ста в процессе брожения [30].
Приготовление теста начинается с замеса (фаза 1
– «Образование теста») и сопровождается сложным комплексом биохимических, микробиологических и физико-химических процессов, влияющих на его реологические свойства. При этом протекают про- цессы гидратации нерастворимых в воде белков и полисахаридов, процессы растворения глобулинов, альбуминов и растворимых углеводов с их перехо- дом в жидкую фазу теста.
Данные миксолабограмм (рис. 2, 3) и радиальных диаграмм (рис. 4) демонстрируют наличие достаточ- но выраженных различий в параметрах реологиче- ского профиля оцениваемых прибором индексов как между образцами теста из одной пшеничной муки и теста из мучных смесей, так и между образцами теста, полученного из мучных смесей с различаю- щейся дозировкой льняной муки. Эти данные свиде- тельствуют о разной скорости выше обозначенных процессов, а также различиях в механизмах форми- рования теста.
Полученные миксолабограммы можно интерпре- тировать следующим образом.
Первым признаком, непосредственно зависящим от введения в состав мучной смеси льняной муки, является водопоглотительная способность (ВПС, %).
2,8
100
Как известно, ВПС зависит от крупности помола и
|
Крутящий момент, Н×м |
2,4
|
Температура, °С |
80
2,0
1,6 60
1,2 40
0,8
20
0,4
0,001 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Время, минут
Рисунок 2 – Миксолабограмма теста из смеси муки пшеничной первого сорта и 10,0 % льняной муки
5,5
|
Крутящий момент, Н×м |
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,001
100
|
Температура, °С |
80
60
40
20
5 10 15 20 25 30 35 40 45
Время, минут
Figure 2 – Mixolabogram of dough made of first grade wheat flour and 10.0% flax flour
Рисунок 3 – Миксолабограмма теста из пшеничной муки
Figure 3 – Mixolabogram of wheat flour dough
Конева С. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 1 С. 85–96
ретроградация
амилаза
ВПС
|
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 |
вязкость
замес
глютен+
некрахмальных полисахаридов и гидроколлоидов, способных не только хорошо впитывать влагу, но и какое-то время её удерживать.
Выше сказанное определяет повышение ВПС мучных смесей (с 69,4 % до 72,9 % при увеличении доли льняной муки в составе мучных смесей от 7,5 до 12,5 %), а впоследствии – замедление скорости черствения выпеченных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.
Увеличение ВПС при повышении доли льняной муки в мучных смесях сопровождается закономер- ным увеличением времени образования теста (с 5,58 до 5,77 мин в вариантах с льняной мукой, табл. 1). Бóльшая продолжительность образования теста со-
ответствует более высокой дозировке льняной муки
|
|
|
|
0 % 7,5 % 10,0 % 12,5 %
Рисунок 4 – Радиальная диаграмма прибора Mixolab для теста из смеси пшеничной муки
с различным добавлением льняной муки (баллы)
Figure 4 – Radial Mixolab diagram for dough made of wheat flour and various doses of flax flour (points)
биохимических свойств муки: более крупные ча- стицы обладают свойством «дополнительного на- бухания». Это свойство непосредственно связано с содержанием в муке биополимеров – белков и не- крахмальных полисахаридов.
Одно из принципиально важных технологиче- ских отличий муки из семян льна от муки из зерна злаковых и бобовых культур заключается в том, что часть углеводов льняной муки представлена нерас- творимыми в воде высокомолекулярными полиса- харидами (клетчаткой, гемицеллюлозами). Другая часть (по разным оценкам, от 2,0 до 6,5 % от массы семян) представлена их низкомолекулярными фраг- ментами, растворимыми в воде, – пентозанами. Доля крахмала в составе углеводов семян льна, по срав- нению с мукой из семян злаковых культур, очень незначительна (5,0–7,0 % от состава семян). Харак- терной особенностью пентозанов является способ- ность легко пептизироваться в воде с образованием вязких гелей – слизей.
Мука, получаемая из льняного жмыха, отлича- ется еще более высоким содержанием оболочечных частиц и, соответственно, входящих в их состав
в мучной смеси, очевидно, требующей более длитель- ное время на полную гидратацию гидроколлоидов. Следовательно, с увеличением ВПС мучных смесей можно прогнозировать повышение выхода хлеба при введении в состав мучных смесей льняной муки.
Увеличение времени замеса теста должно обе- спечить более продолжительное набухание клейко- винных белков, присутствующих в составе мучной смеси. Это должно вызывать снижение упругости клейковины и снижение вязкости теста.
Стабильность теста при включении в мучную смесь льняной муки смещалась с 10,35 мин (для теста из пшеничной муки) до 9,25–9,67 мин по вариантам введения в мучную смесь льняной муки. Значение индекса «Замес» – 4 балла для образцов с добавлени- ем льняной муки (рис. 4) – также является свидетель- ством стабильности образцов теста с льняной мукой. Это же значение позволяет охарактеризовать мучные смеси с льняной мукой как средние по силе, использо- вание которых в условиях промышленного производ- ства даст хлеб с пониженным объемом.
Индекс «Глютен+» – комплексная характеристи- ка, характеризующая качество белковых веществ в анализируемых пробах и отражающая устойчивость структуры белковых молекул при нагревании те- ста в температурном интервале 30–60 ºС в течение II фазы, во время которой происходит разжижение теста. Считается, что основную роль в индексации этой характеристики играют проламиновая и глю- телиновая фракции белков. Они формируют при замесе клейковинный каркас пшеничного теста:
Таблица 1 – Основные параметры: протокол Chopin+
Table 1 – Key parameters: Chopin+ protocol
|
Наименование и обозначение показателя |
Содержание льняной муки в мучной смеси |
|||
|
0 % |
7,5 % |
10,0 % |
12,5 % |
|
|
Водопоглотительная способность (ВПС), % |
62,2 |
69,4 |
71,0 |
72,9 |
|
Время образования теста, мин |
5,27 |
5,58 |
5,65 |
5,77 |
|
Стабильность теста, мин |
10,35 |
9,25 |
9,45 |
9,67 |
|
Индекс «Замес» (С1) |
1,11 |
1,11 |
1,10 |
1,10 |
|
Индекс «Глютен+» (С2) |
0,48 |
0,44 |
0,44 |
0,48 |
|
Индекс «Вязкость» (С3) |
1,71 |
1,61 |
1,60 |
1,62 |
|
Индекс «Амилолитическая активность» (С4) |
1,38 |
1,20 |
1,17 |
1,16 |
|
Индекс «Ретроградация крахмала» (С5) |
2,39 |
1,78 |
1,69 |
1,68 |
Koneva S.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 1, pp. 85–96
при гидратации белков глютелины дают упругость и жесткость, а проламины обеспечивают растяжи- мость клейковины и теста. Отмечаемое при нагреве до 30–60 ºС снижение вязкости теста следует объ- яснять началом денатурации белков, высвобождаю- щих поглощенную во время замеса воду.
По данным ВНИИЗ, для пшеничной муки чет- кой корреляции между индексом «Глютен+» и ка- чеством клейковины не выявлено [40]. В случае анализа мучных смесей с добавлением льняной муки интерпретация этого индекса также неодно- значна. Об этом можно говорить уже на основании сопоставления числовых значений индекса по вари- антам мучных смесей (табл. 1).
Белки льняной муки, несмотря на присутствие в них определенной доли проламиновой и глютели- новой фракций (порядка 3–4 % от суммы белковых веществ), не способны к самостоятельному форми- рованию губчатого клейковинного каркаса, харак- терного для теста из сортовой пшеничной муки. Более того, в состав льняной муки входит значи- тельное количество слизей, обволакивающих белки и препятствующих образованию нормальной губ- чато-эластичной структуры теста. Именно поэтому при введении в мучную смесь льняной муки тесто отличается от чисто пшеничного повышенной вязко- стью и липкостью. Повышение вязкости и липкости теста способно повлечь ухудшение качества раздел- ки теста, снижение скорости и качества формования тестовых заготовок, повышение их прилипания к формам при выпечке.
Наиболее высоким значением индекса «Глю- тен+» отличался образец мучной смеси с добав- лением 12,5 % льняной муки. Наиболее низким значением – образец с добавлением 7,5 % льняной муки (2 балла), что указывает на более существен- ное разжижение консистенции теста из этих смесей.
При выдерживании теста в температурном ин- тервале от 30 ºС до 60 ºС протекают важные для тестообразования процессы: крахмальные гранулы набухают (хотя при такой температуре структура крахмальных гранул еще не меняется), а действие амилазы сводится к минимальному. Однако веду- щей причиной изменения консистенции теста при его замесе и образовании является реорганизация структуры клейковинных белков. В первую очередь сказанное относится к изменениям структуры бел- ков, вызванным разрывами водородных связей. Как следствие, реологические свойства теста и качество готового хлеба определяются составом и соотно- шением в составе мучной смеси различающихся по растворимости и молекулярной массе фракций клейковинных белков пшеничной муки – глютенина и глиадина, обусловливающих упругие свойства и растяжимость клейковины.
Наряду с клейковинными белками, в формирова- нии клейковинного каркаса теста на стадии замеса прямо или косвенно участвуют и другие соедине- ния, находящиеся в непосредственном физико-хи- мическом взаимодействии с белками клейковины: липиды, углеводы (в нашем случае, прежде всего,
пентозаны и образованные ими слизи), ферменты (амилазы пшеничной муки и липоксигеназы льня- ной муки) [26]. Следовательно, использование в со- ставе мучных смесей льняной муки, содержащей значительное количество липидов и ингибиторов протеолиза, при определенной дозировке может способствовать укреплению глютеновой фракции клейковины и повышению вязкости теста, что под- тверждается возрастанием индекса «Глютен+» по сравнению с пшеничной мукой без добавок.
В III фазе («Клейстеризация крахмала»), харак- теризующей свойства крахмала и амилолитическую активность муки, температура теста повышается с 60 ºС до 90 ºС. Во время III фазы в тесте идет раз- рушение крахмальных гранул, начинается клейсте- ризация крахмала. Роль протеинов уходит на второй план. Вязкость теста увеличивается.
Наибольшее значение индекса «Вязкость» при со- поставлении между собой смесей с разной дозиров- кой льняной муки установлено для образца теста с добавлением 7,5 % льняной муки – 4 балла. С увели- чением дозировки льняной муки до 10,0 % и 12,5 % значение индекса снижается, что хорошо согласуется с увеличением продолжительности замеса теста.
В льняной муке отсутствуют амилазы, но содер- жится значительное количество липолитических ферментов. Соответственно, с увеличением дозиров- ки льняной муки в мучной смеси наблюдается «эф- фект разбавления». Кроме того, что в мучной смеси уменьшается доля клейковинных белков, снижается и содержание амилолитических ферментов. Это вы- зывает закономерное снижение стабильности крах- мального клейстера, зафиксированное в фазе IV. Липолитическая активность, напротив, возрастает. Это сопровождается появлением в тесте свободных жирных кислот и гидроперекисидов.
Следует отметить, что между индексами вязко- сти и активности амилаз не выявлено четкой кор- реляции. Вероятно (и это предположение хорошо согласуется со значениями индекса «Замес»), вяз- кость исследуемых образцов теста в значительной степени зависит от присутствия в льняной муке рас- творимых белков и периферийных частиц льняных семян, содержащих обладающие высокой гидрофиль- ностью некрахмальные полисахариды.
«Ретроградация крахмала» – индекс, характе- ризующий углеводно-амилазный комплекс муки и зависящий от соотношения в молекулах крахмала амилозы и амилопектина. Этот показатель взаимос- вязан со свойством мучных изделий противостоять черствению и сохранять свежесть. В проведенной серии исследований реологических свойств теста из смесей пшеничной и льняной муки значение этого показателя снижается коррелятивно уменьшению доли пшеничной муки в смеси.
Исследование реологических характеристик теста из мучных смесей экспериментальных составов по- казывает, что с увеличением в мучных смесях доли льняной муки время замеса закономерно повышает- ся (до достижения стабильности). При этом время, соответствующее стабильному состоянию теста,
Конева С. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 1 С. 85–96
Таблица 2 ‒ Биохимические свойства смесей льняной и пшеничной муки
|
||||||||||||||||||||
Таблица 3 – Технологические режимы приготовления теста из смесей пшеничной и льняной муки
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
возрастает незначительно. Это согласуется с опубли- кованными ранее данными, что добавление льняной муки вызывает изменение свойств теста [30], а ис- пользование льняной муки в производстве массовых сортов хлеба может привести к необходимости под- бора специальных технологических режимов приго- товления теста, расстойки и выпечки хлеба.
Следующим этапом исследований явилась раз- работка технологии хлеба на основе мучных смесей исследуемого состава. Для выбора режимов тесто- приготовления дополнительно определяли биохими- ческие свойства мучных смесей: сахарообразующую способность и кислотность (табл. 2).
В качестве базовой рецептуры использована уни- фицированная рецептура хлеба из муки пшеничной первого сорта. Тесто готовили безопарным способом.
При выборе режимов тестоприготовления (табл. 3) основывались на результатах исследования биохимических и реологических свойств мучных смесей с добавлением льняной муки.
Установленное на этапе исследования реологиче- ских свойств теста возрастание ВПС мучных смесей с повышением дозировки льняной муки стало основ- ной причиной увеличения объема воды, вносимой на стадии замеса для получения теста с нормальной консистенцией. Однако повышенная влажность те- ста может привести к повышенной вязкости и лип- кости теста, отрицательно повлиять на процессы
Таблица 4 – Показатели качества хлеба из пшеничной муки и мучных смесей
Table 4 – Quality indicators of bread made of wheat flour and flour mixes
|
Наименование показателя |
Значение показателя / Содержание льняной муки в мучной смеси |
|||
|
0 % |
7,5 % |
10,0 % |
12,5 % |
|
|
Органолептические показатели: |
||||
|
Форма |
Правильная, с выпуклой верхней коркой, без боковых выплывов |
|||
|
Поверхность корки |
Ровная, гладкая |
Слегка шероховатая |
||
|
Цвет корки |
Золотисто- коричневая |
Светло-коричневая |
Коричневая |
|
|
Состояние мякиша: |
||||
|
Попеченность |
Пропеченный, не влажный на ощупь, эластичный |
Пропеченный, не влажный на ощупь, малоэластичный |
||
|
Пористость |
Развитая, без пустот и уплотнений, средняя, равномерная, тонкостенная |
Развитая, без пустот и уплот- нений, средняя, равномерная, толстостенная |
||
|
Комкуемость при разжевавании |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
Незначительная, ощущаются частицы оболочек семян льна |
|
Крошковатость |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
|
Цвет мякиша |
Белый с желтоватым оттенком |
Сероватый, с вкра- плениями частиц оболочек семян льна |
Серый, с вкраплени- ями частиц оболочек семян льна |
Серовато-коричневый, с вкраплениями частиц оболочек семян льна |
|
Запах и вкус |
Свойственные пшеничному хлебу |
Свойственные пшеничному хлебу, с харак- терными приятными запахом и привкусом льняной муки |
С ярко выраженным запахом и привкусом льняной муки |
|
|
Физико-химические показатели: |
||||
|
Влажность, % |
44,0 ± 0,2 |
45,0 ± 0,2 |
47,5 ± 0,3 |
49,0 ± 0,2 |
|
Кислотность мякиша, град |
2,5 ± 0,1 |
3,0 ± 0,1 |
3,5 ± 0,1 |
4,0 ± 0,2 |
|
Пористость, % |
74 ± 3 |
69 ± 2 |
65 ± 2 |
60 ± 2 |
|
Удельный объем, см3/г |
3,5 ± 0,2 |
3,0 ± 0,2 |
2,9 ± 0,1 |
2,3 ± 0,1 |
|
Формоустойчивость, H/D |
0,51 ± 0,04 |
0,48 ± 0,03 |
0,46 ± 0,04 |
0,43 ± 0,03 |
Koneva S.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 1, pp. 85–96
деления и округления тестовых заготовок. Дальше (при расстойке) возможна плохая формоустойчи- вость изделий. Выпеченный хлеб может иметь низ- кий удельный объем и уплотненный мякиш.
Начальная кислотность теста с повышением до- зировки льняной муки также возрастает, вызывая изменение динамики нарастания кислотности в про- цессе брожения. Это способствует более быстрому созреванию теста и сокращению общей продолжи- тельности его брожения по сравнению с тестом из пшеничной муки.
В таблице 4 приведены значения органолепти- ческих и физико-химических показателей качества хлеба, выпеченного из анализируемых мучных сме- сей. Закономерно повышению ВПС мучных смесей повышается влажность выпеченных изделий из-за увеличения дозировки льняной муки. Внесение с льняной мукой свободных жирных кислот льняно- го масла и, вероятно, в какой-то степени свободных аминокислот, обусловливает динамичное нараста- ние значений титруемой кислотности мякиша хлеба по вариантам мучных смесей.
Снижение значений пористости и удельного объ- ема хлеба находится в прямой корреляционной свя- зи с уменьшением сахарообразующей и связанной с этим газообразующей способности мучных сме- сей, отмечаемым с увеличением дозировки льняной муки. В определенной степени на снижение значе- ний пористости и удельного объема может также оказывать опосредованное влияние внесенных с льняной мукой полиненасыщенных жирных кислот. Гидропероксиды линолевой и линоленовой кислот окисляют сульфгидрильные группы белков с об- разованием новых дисульфидных связей, опреде- ляющих повышение прочности пространственной структуры белковых молекул клейковинного карка- са на стадиях созревания теста и выпечки хлеба.
С увеличением дозировки льняной муки с 10,0 % до 12,5 % происходило незначительное ухудшение состояния поверхности хлеба, корка становилась слабо шероховатой. Высокая влажность теста при внесении 12,5 % льняной муки способствовала бо- лее активному протеканию микробиологических и биохимических процессов при созревании теста. В результате поры становились более крупными и ме- нее равномерными, толстостенными. Мякиш приоб- ретал плотность и частично утрачивал характерную для пшеничного хлеба эластичность.
Особо следует отметить, что льняная мука ока- зывает существенное влияние на основные орга- нолептические показатели – цвет и вкус изделий. С увеличением дозировки льняной муки мякиш хле- ба становится более темным, серым; у него имеется
Рисунок 5 – Фото хлеба из пшеничной и льняной муки
(слева – 7,5 %, справа – 10 %)
Figure 5 – Photo of bread made from wheat and flax flours (7.5% on the left, 10% on the right)
характерный привкус и запах льняной муки. При дозировке льняной муки 12,5 % привкус мякиша становится горьковатым, что является одной из ос- новных причин не рекомендовать дальнейшее повы- шение доли льняной муки в мучных смесях.
Комплексный анализ экспериментальных дан- ных позволяет рекомендовать в качестве оптималь- ных дозировок льняной муки интервал от 7,5 до 10,0 % (рис. 5). При такой дозировке льняной муки хлеб сохраняет правильную форму, имеет ровную и гладкую поверхность. Структура пористости ха- рактеризуется хорошим развитием, равномерная, с отсутствием пустот и уплотнений. Мякиш – эла- стичный, не плотный и не липкий.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте- ресов.
Выводы
Таким образом, исследование реологических свойств теста из смесей пшеничной и льняной муки позволяет прогнозировать поведение теста в про- цессе замеса, брожения и расстойки, что дает воз- можность своевременно корректировать режимы технологического процесса и качество хлеба.
Наиболее значимыми при прогнозировании по- ведения теста и корректировке режимов технологи- ческого процесса являются индексы «Вязкость» и
«Ретроградация крахмала». Они, в большей степени, подвержены изменению при повышении дозировки льняной муки.
По результатам исследования реологических свойств теста и оценки качества выпеченных изде- лий можно рекомендовать внесение льняной муки в состав мучных смесей в дозировке 7,5–10,0 %.
1. Ganorkar, P. M. Flaxseed - a nutritional punch / P. M. Ganorkar, R. K. Jain // International Food Research Journal. - 2013. - Vol. 20, № 2. - P. 519-525.
2. Flax and flaxseed oil: an ancient medicine & modern functional food: review / A. Goyal, V. Sharma, N. Upadhyay [et al.] // Journal of Food Science and Technology. - 2014. - Vol. 51, № 9. - P. 1633-1653. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-013-1247-9.
3. Flaxseed proteins: food uses and health benefits / H. N. Rabetafika, V. V. Remoortel, S. Danthine [et al.] // International Journal of Food Science & Technology. - 2011. - Vol. 46, № 2. - P. 221-228. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2010.02477.x.
4. Enzifst, L. E. Flaxseed (Linseed) fibre - nutritional and culinary uses - a review / L. E. Enzifst, M. E. Bveo // Food New Zealand. - 2014. - Vol. 14, № 2. - P. 26-28.
5. Flaxseed - a potential source of food, feed and fiber / K. K. Singh, D. Mridula, J. Rehal [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. - 2011. - Vol. 51, № 3. - P. 210-222. DOI: https://doi.org/10.1080/10408390903537241.
6. Touré, A. Flaxseed lignans: Source, biosynthesis, metabolism, antioxidant activity, bio-active components, and health benefits / A. Touré, X. Xueming // Comprehensive Reviews in Food Sciences and Food Safety. - 2010. - Vol. 9, № 3. - P. 261-269. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2009.00105.x.
7. Phenolic glucosides in bread containing flaxseed / C. Strandas, A. Kamal-Eldin, R. Andersson [et al.] // Food chemistry.- 2008. - Vol. 10, № 4. - P. 997-999. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.02.088.
8. Flaxseed protein-derived peptide fractions: antioxidant properties and inhibition of lipopolysaccharide-induced nitric oxide production in murine macrophages / C. C. Udenigwea, Y. L. Lub, C. H. Hanb [et al.] // Food chemistry. - 2009. - Vol. 116,№ 1. - P. 277-284. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.02.046.
9. Flaxseed dietary fibers lower cholesterol and increase fecal fat excretion, but magnitude of effect depend on food type /M. Kristensen, M. G. Jensen, J. Aarestrup [et al.] // Nutrition & Metabolism. - 2012. - Vol. 9, № 8. DOI: https://doi. org/10.1186/1743-7075-9-8.
10. Effect of flaxseed gum on reduction of blood glucose and cholesterol in type 2 diabetic patients / G. Thakur, A. Mitra,K. Pal [et al.] // International journal of Food Sciences and Nutrition. - 2009. - Vol. 60, SUPPL. 6. - P. 126-136. DOI: https://doi. org/10.1080/09637480903022735.
11. Potential Health Benefits of Bread Supplemented with Defatted Flaxseeds Under Dietary Regimen in Normal and Type 2 Diabetic Subjects / D. A. Mohamed, S. Y. Al-Okbi, D. M. El-Hariri [et al.] // Polish journal of food and nutrition sciences. - 2012. - Vol. 62, № 2. - P. 103-108. DOI: https://doi.org/10.2478/v10222-011-0049-x.
12. Park, J. B. Potential effects of lignan-enriched flaxseed powder on bodyweight, visceral fat, lipid profile, and blood pressure in rats / J. B. Park, M. T. Velasquez // Fitoterapia. - 2012. - Vol. 83, № 5. - P. 941-946. DOI: https://doi.org/10.1016/j. fitote.2012.04.010.
13. Characteristics of Flaxseed Oil from Two Different Flax Plants / Z. S. Zhang, L. J. Wang, D. Li [et al.] // International Journal of Food Properties. - 2011. - Vol. 14, № 6. - P. 1286-1296. DOI: https://doi.org/10.1080/10942911003650296.
14. Worku, N. Diversity in 198 Ethiopian linseed (Linum usitatissimum) accessions based onmorphological characterization and seed oil characteristics / N. Worku, J. S. Heslop-Harrison, W. Adugna // Genetic Resources and Crop Evolution. - 2015. - Vol 62, №7. - P. 1037-1053. DOI: https://doi.org/10.1007/s10722-014-0207-1.
15. Asachuk, S. S. The effect of flaxseed oil on the spectrum of fatty acids of sphingomyelins and phosphatidylcholines of erythrocytes membranes in sportsmen / S. S. Asachuk // Vestnik of Vitebsk State Medical University. - 2017. - Vol. 16, № 1. - P. 16-22. DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2017.1.16.
16. Studies on the protective effect of flaxseed oil on cisplatin-induced hepatotoxicity / A. Naqshbandi,W. Khan, S. Rizwan [et al.] // Human and Experimental Toxicology. - 2012. - Vol. 31, № 4. - P. 364-375. DOI: https://doi. org/10.1177/0960327111432502.
17. Truan, J. S. Flaxseed oil reduces the growth of human breast tumors (MCF-7) at high levels of circulating estrogen/ J. S. Truan, J. M. Chen, L. U. Thompson // Molecular Nutrition & Food Research. - 2010. - Vol. 54, № 10. - P. 1414-1421. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.200900521.
18. Dietary intervention of flaxseed: effect on serum levels of IGF-1, IGF-BP3, and C-peptide / S. R. Sturgeon, S. L. Volpe, E. Puleo [et al.] // Nutrition and Cancer. - 2011. - Vol. 63, № 3. - P. 376-380. DOI: https://doi.org/10.1080/01635581.2011.535964.
19. Cardioprotective effect of linseed oil against isoproterenol-induced myocardial infarction in Wistar rats: a biochemical and electrocardiographic study / A. Derbali, K. Mnafgui, A. El Feki [et al.] // Journal of Physiology and Biochemistry. - 2015. - Vol. 71, № 2. - P. 281-288. DOI: https://doi.org/10.1007/s13105-015-0411-2.
20. Микроэлементный состав льняного масла / С. Л. Белопухов, И. И. Дмитриевская, А. В. Жевнеров [и др.] // До- стижения науки и техники АПК. - 2011. - № 7. - С. 54-56.
21. Омега-3 жирные кислоты: диагностическое значение и роль индивидуальных особенностей организма паци- ентов / В. Е. Васьковский, Т. А. Горбач, А. В. Есипов [и др.] // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2012. - Т. 47, № 1. - С. 23-25.
22. Состав жирового компонента рациона и обеспеченность организма жирорастворимыми витаминами / В. М. Ко- денцова, А. А. Кочеткова, Е. А. Смирнова [и др.] // Вопросы питания. - 2014. - Т. 83, № 6. - С. 4-17.
23. Influence of combined supplementation of cows’ diet with linseed and fish oil on the thrombogenic and atherogenic indicators of milk fat / K. Puppel, T. Nałecz-Tarwacka, B. Kuczyńska [et al.] // Animal Science Papers and Reports. - 2012. - Vol. 30, № 4. - P. 317-328.
24. Zduńczyk, Z. Poultry meat as functional food: modification of the fatty acid profile - a review / Z. Zduńczyk,J. Jankowski // Annals of Animal Science. - 2013. - Vol. 13, № 3. - P. 463-480. DOI: https://doi.org/10.2478/aoas-2013-0039.
25. The influence of dietary source of fatty acids on chemical composition of the body and utilization of linoleic and linolenic acids by pigs / S. Raj, E. Poławska, G. Skiba // Animal Science Papers and Reports. - 2010. - Vol. 28, № 4. - P. 355-362.
26. Зубцов, В. А. Биологические и физико-химические основы использования льняной муки для разработки хле- бобулочных изделий / В. А. Зубцов, И. Э. Миневич // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - № 3. - С. 10-13.
27. Effect of the use of ground flaxseed on quality and chemical composition of bread / O. Mentes, E. Bakkalbassi,R. Ercan // Food Science and Technology International. - 2008. - Vol. 14, № 4. - P. 299-306. DOI: https://doi. org/10.1177/1082013212462231.
28. Влияние добавки льняной муки на качественные показатели булочных изделий / С. П. Меренкова, А. А. Лукин, Д. А. Клейман // Известия вузов. Пищевая технология. - 2016. - Т. 353-354, № 5-6. - С. 10-13.
29. Бахтин, Г.Ю. Пищевые волокна для хлебобулочных и мучных кондитерских изделий / Г. Ю. Бахтин, Е. Ю. Его- рова, В. В. Елесина // Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2013. - Т. 146, № 11-12. - С. 36-40.
30. Конева, С. И. Особенности использования продуктов переработки семян льна при производстве хлебобулоч- ных изделий / С. И. Конева // Ползуновский вестник. - 2016. - № 3. - С. 35-38.
31. Reasons for the ways of using oilcakes in food industry / M. S. Bochkarev, E. Yu. Egorova, I. Yu. Reznichenko [et al.] // Foods and Raw Materials. - 2016. - Vol. 4, № 1. - P. 4-12. DOI: https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-4-12.
32. Renzyaeva, T. V. On the role of fats in baked flour goods / T. V. Renzyaeva // Foods and Raw Materials. - 2013. - Vol. 1, № 1. - P. 19-25. DOI: https://doi.org/664.68/664.6: 665.1.
33. Aliani, M. Effect of Flax Addition on the Flavor Profile and Acceptability of Bagels / M. Aliani, D. Ryland, G. N. Pierce // Journal of Food Science. - 2012. - Vol. 77, № 1. - P. S62-S70. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02509.x.
34. Khouryieh, H. Effect of flaxseed flour incorporation on the physical properties and consumer acceptability of cereal bars / H. Khouryieh, F. Aramouni // Food Science and Technology International. - 2013. - Vol. 19, № 6. - P. 549-556. DOI: https:// doi.or/10.1177/1082013212462231.
35. Khouryieh, H. Physical and sensory characteristics of cookies prepared with flaxseed flour / H. Khouryieh,F. Aramouni // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 2012. - Vol. 92, № 11. - P. 2366-2372. DOI: https://doi. org/10.1002/jsfa.5642.
36. Определение сроков годности растительных масел-бад при хранении в бытовых условиях / Е. Ю. Егорова, Н. Н. Рощина, В. М. Позняковский // Известия вузов. Пищевая технология. - 2011. - Т. 319, № 1. - C. 91-93.
37. Development of functional bread containing nanoencapsulated omega-3 fatty acids / V. Gökmen, B. A. Mogol,R. B. Lumaga [et al.] // Journal of Food Engineering. - 2011. - Vol. 105, № 4. - P. 585-591. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jfoodeng.2011.03.021.
38. Создание эмульсии льняного масла, инкапсулированного белок-полисахаридной смесью / В. А. Васькина, С. А. Бутин, К. В. Веретанникова [и др.] // Кондитерское производство. - 2016. - № 5. - С. 10-15.
39. ISO 17718:2013. Wholemeal and flour from wheat (Triticum aestivum L.) - Determination of rheological behavior as a function of mixing and temperature increase. - 2013. - P. 36.
40. Туляков, Д. Г. Биохимические и реологические свойства в оценке разных видов муки / Д. Г. Туляков, Е. П. Ме- лешкина, И. С. Витол // Хлебопродукты. - 2017. - № 6. - С. 30-34.
