Barnaul, Barkaul, Russian Federation
Barnaul, Barkaul, Russian Federation
Barnaul, Barkaul, Russian Federation
Kemerovo, Kemerovo, Russian Federation
Flax seeds are a valuable source of several active components and can be used for controlled modeling of bakery food value. The study featured flour mixes of first grade wheat flour and flaxseed flour (flax meal) in the ratio 92.5%:7.5%; 90.0%:10.0%, and 87.5%:12.5%. The rheological properties of the dough were studied using the Mixolab (Chopin Technologies, France). The laboratory was located at the Polzunov Altai State Technical University (Barnaul, Russia). The mixolabogram and radial diagram were used to define the differences in the parameters of the rheological profile of the 4 flour samples. With the increase of flaxseed flour in the composition, the mixing time increased from 5.58 to 5.77 minutes, and the stable state of the dough became longer: from 9.25 to 9.67 minutes. The water ab-sorption capacity of flour mixes directly depended on the dosage of flax flour and increased from 69.4 to 72.9%. However, viscosity, amylolytic activity, and retrogradation revealed inversed dependence on the dosage of flax flour. The moisture content of the dough increased from 47.0 to 50.0% and the initial acidity of the dough increased from 2.5 to 3.5 degree with the increasing dosage of flax flour, which changed the dynamics of acidification during fermentation. This resulted in a more rapid maturation of dough and reduced the total fermentation period from 90 to 60 minutes. Thus, the flax flour mixes can be characterized as “fillers” that produce bread of reduced volume. The authors state the optimal dosage of flax flour as 7.5–10.0% and propose various modes of the technological process for obtaining bread with good consumer properties.
Bread, flaxseed flour (flax meal), flour mixes, dough, biochemical properties of flour mixes, rheological properties of dough, bread quality
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 PM, Jain RK. Flaxseed - a nutritional punch. International Food Research Journal. 2013;20(2):519-525.
2. Goyal A, Sharma V, Upadhyay N, Gill S, Sihag M. Flax and flaxseed oil: an ancient medicine & modern functional food. Journal of Food Science and Technology-Mysore. 2014;51(9):1633-1653. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-013-1247-9.
3. Rabetafika HN, Van Remoortel V, Danthine S, Paquot M, Blecker C. Flaxseed proteins: food uses and health benefits. International Journal of Food Science and Technology. 2011;46(2):221-228. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2010.02477.x.
4. Enzifst LE, Bveo ME. Flaxseed (Linseed) fibre - nutritional and culinary uses - a review. Food New Zealand. 2014;14(2):26-28.
5. Singh KK, Mridula D, Rehal J, Barnwal P. Flaxseed: A Potential Source of Food, Feed and Fiber. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2011;51(3):210-222. DOI: https://doi.org/10.1080/10408390903537241.
6. Toure A, Xu XM. Flaxseed Lignans: Source, Biosynthesis, Metabolism, Antioxidant Activity, Bio-Active Components, and Health Benefits. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2010;9(3):261-269. DOI: https://doi.org/10.1111/ j.1541-4337.2009.00105.x.
7. Strandas C, Kamal-Eldin A, Andersson R, Aman P. Phenolic glucosides in bread containing flaxseed. Food Chemistry. 2008;110(4):997-999. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.02.088.
8. Udenigwe CC, Lu YL, Han CH, Hou WC, Aluko RE. Flaxseed protein-derived peptide fractions: Antioxidant properties and inhibition of lipopolysaccharide-induced nitric oxide production in murine macrophages. Food Chemistry. 2009;116(1):277- 284. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.02.046.
9. Kristensen M, Jensen MG, Aarestrup J, Petersen KEN, Sondergaard L, Mikkelsen MS, et al. Flaxseed dietary fibers lower cholesterol and increase fecal fat excretion, but magnitude of effect depend on food type. Nutrition & Metabolism. 2012;9(8). DOI: https://doi.org/10.1186/1743-7075-9-8.
10. Thakur G, Mitra A, Pal K, Rousseau D. Effect of flaxseed gum on reduction of blood glucose and cholester- ol in type 2 diabetic patients. International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2009;60:126-136. DOI: https://doi. org/10.1080/09637480903022735.
11. Mohamed DA, Al-Okbi SY, El-Hariri DM, Mousa II. Potential Health Benefits of Bread Supplemented with Defat- ted Flaxseeds under Dietary Regimen in Normal and Type 2 Diabetic Subjects. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2012;62(2):103-108. DOI: https://doi.org/10.2478/v10222-011-0049-x.
12. Park JB, Velasquez MT. Potential effects of lignan-enriched flaxseed powder on bodyweight, visceral fat, lipid profile, and blood pressure in rats. Fitoterapia. 2012;83(5):941-946. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fitote.2012.04.010.
13. Zhang ZS, Wang LJ, Li D, Li SJ, Ozkan N. Characteristics of flaxseed oil from two different flax plants. International Journal of Food Properties. 2011;14(6):1286-1296. DOI: https://doi.org/10.1080/10942911003650296.
14. Worku N, Heslop-Harrison JS, Adugna W. Diversity in 198 Ethiopian linseed (Linum usitatissimum) acces-sions based onmorphological characterization and seed oil characteristics. Genetic Resources and Crop Evolution. 2015;62(7):1037-1053. DOI: https://doi.org/10.1007/s10722-014-0207-1.
15. Asachuk SS. The effect of flaxseed oil on the spectrum of fatty acids of sphingomyelins and phosphati-dylcho- lines of erythrocytes membranes in sportsmen. Vestnik of Vitebsk State Medical University. 2017;16(1):16-22. DOI: https://doi. org/10.22263/2312-4156.2017.1.16.
16. Naqshbandi A, Khan W, Rizwan S, Khan F. Studies on the protective effect of flaxseed oil on cisplatin-induced hepato- toxicity. Human & Experimental Toxicology. 2012;31(4):364-375. DOI: https://doi.org/10.1177/0960327111432502.
17. Truan JS, Chen JM, Thompson LU. Flaxseed oil reduces the growth of human breast tumors (MCF-7) at high levels of circulating estrogen. Molecular Nutrition & Food Research. 2010;54(10):1414-1421. DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.200900521.
18. Sturgeon SR, Volpe SL, Puleo E, Bertone-Johnson ER, Heersink J, Sabelawski S, et al. Dietary Intervention of Flax- seed: Effect on Serum Levels of IGF-1, IGF-BP3, and C-Peptide. Nutrition and Cancer-an International Journal. 2011;63(3):376- 380. DOI: https://doi.org/10.1080/01635581.2011.535964.
19. Derbali A, Mnafgui K, Affes M, Derbali F, Hajji R, Gharsallah N, et al. Cardioprotective effect of linseed oil against isoproterenol-induced myocardial infarction in Wistar rats: a biochemical and electrocardiographic study. Journal of Physiology and Biochemistry. 2015;71(2):281-288. DOI: https://doi.org/10.1007/s13105-015-0411-2.
20. Belopukhov SL, Dmitrevskaya II, Zhevnerov AV, Volkov AYu. Microelement content of linseed oil. Achievements of Science and Technology of AIC. 2011;(7):54-56. (In Russ.).
21. Vaskovsky VE, Gorbach TA, Esipov AV, Svetashev VI, Yatskova MA. Omega-3 fatty acids: diagnostic value and role of individual features in patients’ organisms. Pacific Medical Journal. 2012;47(1):23-25. (In Russ.).
22. Kodentsova VM, Kochetkova AA, Smirnova EA, Sarkisyan VA, Bessonov VV. Fat component in the diet and providing with fat-soluble vitamins. Problems of Nutrition. 2014;83(6)4-17. (In Russ.).
23. Puppel K, Nalecz-Tarwacka T, Kuczynska B, Golebiewski M, Grodzki H. Influence of combined supplementation of cows’ diet with linseed and fish oil on the thrombogenic and atherogenic indicators of milk fat. Animal Science Papers and Re- ports. 2012;30(4):317-328.
24. Zdunczyk Z, Jankowski J. Poultry meat as functional food: modification of the fatty acid profile - a review. Annals of Animal Science. 2013;13(3):463-480. DOI: https://doi.org/10.2478/aoas-2013-0039.
25. Raj S, Polawska E, Skiba G, Weremko D, Fandrejewski H, Skomial J. The influence of dietary source of fatty acids on chemical composition of the body and utilization of linoleic and linolenic acids by pigs. Animal Science Papers and Reports. 2010;28(4):355-362.
26. Zubtsov VA, Minevich IE. Biological and physical and chemical bases of use of a linen flour for working out of bakery products. Storage and processing of farm products. 2011;(3):10-13. (In Russ.).
27. Mentes O, Bakkalbasi E, Ercan R. Effect of the Use of Ground Flaxseed on Quality and Chemical Composition of Bread. Food Science and Technology International. 2008;14(4):299-306. DOI: https://doi.org/10.1177/1082013208097192.
28. Merenkova SP, Lukin AA, Kleyman DA. Influence of flaxseed flour additives on quality parameters of bakery prod- ucts. News institutes of higher Education. Food technology. 2016;353-354(5-6):10-13. (In Russ.).
29. Bakhtin GYu, Egorova EYu, Elesina VV. Pishchevye volokna dlya khlebobulochnykh i muchnykh konditerskikh izdeliy [Food fibers for bakery and pastry]. Confectionary and bread baking. 2013;146(11-12):36-40. (In Russ.).
30. Koneva SI. Osobennosti ispolʹzovaniya produktov pererabotki semyan lʹna pri proizvodstve khlebobulochnykh izdeliy [Specifications of the use of flax seed processing products in bakery]. Polzunovsky vestnik. 2016;(3):35-38. (In Russ.).
31. Bochkarev MS, Egorova EYu, Reznichenko IYu, Poznyakovskiy VM. Reasons for the ways of using oil-cakes in food industry. Foods and Raw Materials. 2016;4(1):4-12. DOI: https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-4-12.
32. Renzyaeva TV. On the role of fats in baked flour goods. Foods and Raw Materials. 2013;1(1):19-25. DOI: https://doi. org/664.68/664.6:665.1.
33. Aliani M, Ryland D, Pierce GN. Effect of Flax Addition on the Flavor Profile and Acceptability of Bagels. Journal of Food Science. 2012;77(1):S62-S70. DOI: https://doi.orhttps://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2011.02509.x.
34. Khouryieh H, Aramouni F. Effect of flaxseed flour incorporation on the physical properties and consumer acceptability of cereal bars. Food Science and Technology International. 2013;19(6):549-556. DOI: https://doi.org/10.1177/1082013212462231.
35. Khouryieh H, Aramouni F. Physical and sensory characteristics of cookies prepared with flaxseed flour. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2012;92(11):2366-2372. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.5642.
36. Egorova EYu, Roshchina NN, Poznyakovskiy VM. Opredelenie srokov godnosti rastitelʹnykh masel-bad pri khranenii v bytovykh usloviyakh [Determination of shelf life of ONS vegetable oils when stored in domestic conditions]. News of institutes of higher Education. Food technology. 2011;319(1):91-93. (In Russ.).
37. Gokmen V, Magol BA, Lumaga RB, Fogliano V, Kaplun Z, Shimoni E. Development of functional bread con-tain- ing nanoencapsulated omega-3 fatty acids. Journal of Food Engineering. 2011;105(4)585-591. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfood- eng.2011.03.021.
38. Vaskina VA, Butin SA, Veretennikova EV, Mukhamediev ShA. Creation of Linseed Oil Emulsion, the Encapsulated Protein-Polysaccharide Mixture. Confectionery manufacture. 2016;(5):10-15. (In Russ.).
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. 36 p.
40. Tulyakov DG, Meleshkina EP, Vitol IS. Biochemical and rheological properties in the evaluation of different types of flour. Bread products. 2017;(6):30-34. (In Russ.).
