Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 10
1.1 Современное состояние обеспечения питанием населения 10
1.2 Направления использования зерновых продуктов в диетическом (профилактическом и лечебном) питании 18
1.3 Направление использования гречневой муки в производстве диетических продуктов 21
Заключение по обзору литературы 34
2 Экспериментальная часть 36
2.1 Объекты исследований, применявшиеся в работе 37
2.2 Методы исследования, применявшиеся в работе 39
2.2.1 Методы исследования гречневой муки 39
2.2.1.1 Определение гранулометрического состава муки 39
2.2.1.2 Определение поверхностной активности 42
2.2.1.3 Тензиметрический метод определения гигроскопичности муки 43
2.2.1.4 Определение водо- и жироудерживающей способности 43
2.2.1.5 Методы исследования флавоноидов гречихи 44
2.2.2 Методы приготовления изделий с использование гречневой муки 48
2.2.3 Методы анализа готовых изделий 51
2.2.3.1 Методы оценки органолептических показателей и потребительских свойств готовых изделий 51
2.2.3.2 Определения гликемического индекса продукции 54
2.2.4 Методы проведения маркетинговых исследований 55
2.2.5 Методы математической обработки экспериментальных данных 56
2.2.6 Характеристика материалов, использованных в работе 56
2.3 Результаты исследований и их обсуждение 59
2.3.1 Определение потребительских предпочтений в отношении крупяных продуктов, вырабатываемых из гречихи 59
2.4.1 Сравнительная оценка диетических свойств крупяных продуктов 62
2.3.1 Сравнительный анализ показателей качества гречневой муки производственного помола, вырабатываемой разными производителями 63
2.3.4 Исследование взаимосвязи гранулометрического состава и поверхностной активности гречневой муки 70
2.3.5 Исследование состава флавоноидов гречневой муки и их изменений при термической обработке 75
2.3.6 Разработка коэффициента пищевой эффективности (КПЭ) для оценивания пищевой ценности мучных изделий 80
2.3.7 Разработка ассортимента мучных изделий 87
с использованием гречневой муки 87
2.3.7.1 Разработка сдобного песочного печенья с использование гречневой муки 88
2.3.7.2 Разработка рецептуры кексов морковных с использованием гречневой муки 100
2.3.7.3 Применение гречневой муки при производстве кулинарной продукции (блинов и оладий) 105
Заключение 113
Список сокращений и условных обозначений 115
Список литературы 116
Приложения 132
Приложение А 133
Приложение Б 134
Приложение В 135
Приложение Г 143
Приложение Д 144
- Направление использования гречневой муки в производстве диетических продуктов
- Методы приготовления изделий с использование гречневой муки
- Сравнительный анализ показателей качества гречневой муки производственного помола, вырабатываемой разными производителями
- Разработка сдобного песочного печенья с использование гречневой муки
Введение к работе
Актуальность темы. В рационе питания населения Российской Федерации продукты из зерновых культур, в том числе крупа занимают существенное место. В соответствии с рекомендациями «продовольственной корзины» ее потребление на душу населения в год составляет 21 кг. Однако в связи с изменениями структуры питания потребление продуктов из зерновых культур (хлеба, крупы, муки) снижается при одновременном росте потребления животных продуктов, плодов и овощей. Снижение потребления крупы, с одной стороны, связано с изменениями структуры питания, а с другой - ограниченностью ассортимента крупяных продуктов, что не позволяет полностью удовлетворять запросы населения в зерновых продуктах. Учитывая эту тенденцию, перерабатывающая промышленность внедряет новейшие разработки, направленные на производство муки из зерна, традиционно использованного для производства крупы. В первую очередь это касается муки из зерна гречихи. Гречиха занимает в России лидирующее положение среди крупяных культур. Происходя из предгорья Гималаев, вместе с кочевыми народами гречиха пришла на Великую русскую равнину и хорошо прижилась на ее землях. В наше время гречиха ассоциируется с традиционным русским продуктом. Самые значительные посевные площади под гречихой находятся на территории Российской Федерации. Из года в год растет урожайность, валовой сбор зерна в 2017 г достиг 1400 тыс. т.
В связи с ростом сбора зерна значительное количество гречихи в промышленных масштабах перерабатывается в муку. Гречневая мука вырабатывается в промышленных масштабах как из пропаренной крупы, т.е. подвергнутой гидротермической обработке, так и из непропаренной крупы. Гречневой мукой заменяют от 10 до 20 % муки в составе рецептур бисквитов, печенья, хлебобулочных изделий, а также кулинарной продукции. Однако технологические достоинства и пищевая ценность различных видов гречневой муки как сырья для производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий изучены недостаточно, а действующие в настоящее время нормативные документы не охватывают необходимый перечень показателей. Также нуждаются в подтверждении диетические характеристики гречневой муки, на которые указывают многие диетологи. В связи с изложенным, исследования, направленные на совершенствование оценки и расширение ассортимента продуктов, полученных с использованием различных видов гречневой муки, обладающих диетическими свойствами, являются актуальными.
Степень проработанности темы. Технологические особенности гречихи, как крупяной культуры, исследовали многие отечественные и зарубежные ученые, в том числе: Г.А Егоров, Е.М. Мельников, Г.Н Панкратов, А.С Белиловская, О.Н Князева, В.С Иунихина, И.Б., Урланова А.А Чеворкин, О.Onishi, Т.Adachi (Япония), И.Крефт (Словения), S. Ikeda, К.Christa, Soral-Smietana (Чехия), Fu Y., Zhang M., Wen H, Guo, X., Ma Y., Parry J., Gao J., Yu L. And Wang M. He, J.(Китай), А.Brunori (Италия). Тем не менее, отсутствуют сравнительные данные о физико-химических показателях гречневой муки, полученной в условиях различных производств из пропаренной и непропаренной крупы, отсутствует информация о взаимосвязи отдельных показателей готовых продуктов с использование гречневой муки с их
гликемическим индексом. Недостаточно изучены минорные биологически активные соединения и, в частности, флавоноиды гречихи, а ассортимент кондитерских, хлебобулочных и кулинарных изделий с использованием гречневой муки весьма ограничен.
Цель и задачи исследования. Целью исследования являлась совершенствование системы оценки технологических достоинств и диетических свойств гречневой муки из пропаренной и непропаренной крупы и, с учетом этих характеристик, целенаправленное расширение ассортимента мучных изделий, обладающих диетическими свойствами.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
определение потребительских предпочтений в отношении продуктов, вырабатываемых из гречихи, путем проведения маркетинговых исследований рынка;
проведение сравнительной оценки диетических свойств отдельных видов крупы;
проведение сравнительного анализа показателей качества гречневой муки, вырабатываемой разными производителями;
исследование влияниягранулометрического состава наповерхностные свойства гречневой муки;
определение состава флавоноидов гречневой муки и их изменений при термической обработке;
разработка коэффициента пищевой эффективности (КПЭ) для оценки пищевой ценности изделий;
разработкамучных изделий с использованием гречневой муки, в том числе обогащенных пищевыми волокнами;
- подготовка проекта нормативной документации на новые виды мучных изделий.
Научная новизна работы. Диссертация содержит элементы научной новизны пунктов
3,4,10в рамках паспорта специальности 05.18.01- «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства».
Научно подтверждено, что технологические свойства гречневой муки обусловлены гранулометрическим составом и сорбционными свойствами. Гранулометрический состав влияет на гигроскопические свойства муки и обусловливает ее сохранность. Выявлено, что мука из непропаренной гречневой муки обладает большей поверхностной активностью и меньшей адсорбционной способностью по сравнению с мукой из пропаренной гречневой крупы.
Показано, что введение гречневой муки позволяет понизить уровень гликемического индекса готовой продукции вне зависимости от наличия в ее составе других рецептурных компонентов. Способность гречневой муки снижать гликемический индекс продуктов находится в зависимости от размера ее частиц (гранулометрического состава).
Научно доказано, что антиоксидантные свойства гречневой муки обусловлены наличием широкого спектра флавоноидных соединений.
Теоретическая и практическая значимость работы Показатель
гранулометрического состава гречневой муки следует ввести в нормируемые показатели
качества гречневой муки. Обоснованы нормы введения в рецептуры мучных изделий гречневой муки из пропаренной и непропаренной крупы. Обоснована целесообразность введения сведений о гликемическом индексе (ГИ)в характеристику мучных изделий массового потребления, вырабатываемых с гречневой мукой.
Гречневая мука рекомендована в качестве источника флавоноидов.
Рекомендовано для повышения качества изделий с гречневой мукой и дополнительного обогащения их пищевыми волокнами введение ржаной обдирной муки и растительной добавки «Псиллиум» в количестве 1 % от массы муки в изделиях.
Для экспресс-оценки сбалансированности состава разрабатываемого продукта по белковым веществам и пищевым волокнам предложено использовать коэффициент пищевой эффективности (КПЭ). С применением КПЭ определены потребительские свойства разработанных продуктов.
Разработан проект нормативной документации на новые виды мучных изделий: печенье сдобное, кексы морковные и концентрат пищевой на полуфабрикаты мучных изделий для блинов и блинчиков.
Материалы диссертации используются в учебном процессе подготовки бакалавров и магистров по направлению «Технология продукции и организация общественного питания».
Методология и методы диссертационного исследования. Методологической основой исследования является совершенствование системы оценки технологических достоинств и диетических свойств гречневой муки из пропаренной и непропаренной крупы и, с учетом этих характеристик, - целенаправленное расширение ассортимента мучных изделий, обладающих диетическими свойствами, заключающееся в логической последовательности постановки эксперимента и разработки новых изделий.
При проведении исследований использовали общепринятые и специальные физико-химические, органолептические методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых мучных изделий, а также математическую обработку данных.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Одни и те же виды гречневой муки, выработанные в промышленных условиях, отличаются по физико-химическим (гранулометрическому составу), технологическим (поверхностным свойствам) и диетическим (определяемым по гликемическому индексу) характеристикам.
-
Гречневая мука из пропаренной и непропаренной крупы различается по содержанию флавоноидов.
-
Из партий гречневой муки с различным гранулометрическим составом и поверхностными свойствами возможна выработка продукции диетической направленности с различным гликемическим индексом.
Степень достоверности результатов. Достоверность полученных результатов подтверждена экспериментальной проверкой в лабораторных условиях, с использованием современных приборов и методов исследования. Результаты исследования обработаны с
помощью программы MicrosoftExcel 2016. Основные результаты исследований отражены в рецензируемых научных изданиях.
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы были представлены на: Конгрессе «Питание и здоровье» ХIII Всероссийский Конгресс диетологов и нутрициологов с международным участием «Персонифицированная диетология: настоящее и будущее», V конгресс детских диетологов (г. Москва, 2011); Международной конференции детских диетологов и гастроэнтерологов, ежегодного международного форума «Питание и здоровье» (г. Москва, 2014); Научно-практической конференции «Инновационные технологии в общественном питании» (МГУПП, 2015); Х международной конференции «Торты. Вафли. Печенье. Пряники -2016» (г. Москва, 2016); XVI Всероссийском конгрессе нутрициологов и диетологов с международным участием, посвященном100-летию со дня рождения основателя отечественной нутрициологии А.А. Покровского, «Фундаментальные и прикладные аспекты нутрициологии и диетологии. Качество пищи» (Москва, 2–4 июня 2016 г.); ХI Международной конференции «Кондитерские изделия XXI века» (г. Москва, 2017); Международной научно-практической конференции «Перспективы устойчивого развития АПК (г. Омск, 2017).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 152 страницах основного текста, включает 35 рисунков и 52 таблиц. Список литературы включает 151 источник российских и зарубежных авторов.
Направление использования гречневой муки в производстве диетических продуктов
Большую популярность в последнее время получило использование гречихи. Из зерна гречихи получают ядрицу, продел, муку для диетического питания и муку для детского питания. Мука имеет светло-бежевый, кремовый, бежевый с сероватым оттенком цвет и обладает слегка горьковатым (ореховым) вкусом. В настоящее время на рынке наряду с крупой и проделом представлены мука гречневая из непропаренной крупы и мука гречневая из пропаренной крупы.
Гречиха обыкновенная – традиционная культура для России, она общепризнана в качестве ценной зерновой культуры, медоноса, является основой для многих диетических блюд и продуктов [31, 50, 58, 79, 81].
В настоящее время Россия вместе с Китаем и Украиной является основным поставщиком зерна гречихи, производя до 80% от мирового валового сбора гречихи [96]. Динамика изменения посевных площадей и валового сбора гречихи в Российской Федерации с 2010 по 2016 годы по сведениям Росстата представлена на рисунке 1. Рост посевных площадей по сравнению с 2010 годом в 2016 году составил 11,5%, а валовый сбор увеличился в 3,5 раза.
В России производство гречихи сосредоточено в Приволжском, Сибирском и Центральном ФО. В процессе селекции наряду с увеличением урожайности у современных сортов наблюдается улучшение показателей качества зерна и крупы, увеличение содержания белка [22, 95, 96, 106].
В Японии, Китае, Корее гречиха также относится к традиционным культурам, а усиление интереса к ней связано с распространением заболеваний, связанных с потреблением рафинированной пищи. Возделывание гречихи круглогодично организовано в Бразилии, Австралии, Тасмании [7, 9, 36, 61, 127, 134, 147].
Гречиха – традиционная уникальная крупа русской кухни. Она богата содержанием макро- и микронутриентов, благодаря чему обладает лечебными свойствами, способствует снижению уровня холестерина, ожирения и развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Сравнительный анализ химического, минерально-витаминного состава гречневой, пшеничной в/с и ржаной обдирной муки представлен в таблицах 2 и 3.
Анализ химического состава показал, что гречневая мука отличается достаточно высоким содержанием белка. Мука из непропаренной гречневой крупы обладает низким содержанием углеводов, но содержит наибольшее количество жира, а ржаная обдирная мука – высоким содержанием пищевых волокон, низкой калорийностью и наименьшим содержанием белка.
По содержанию Са, Mg, Р, Fe, а также витаминов В1, В2, Р гречневая мука превосходит пшеничную в/с и ржаную обдирную муку. В свою очередь, ржаная обдирная мука по содержанию К почти 2,5 раза превосходит гречневую и пшеничную в/с муку, а по содержанию Mg – выше на 125% и 375 % соответственно. По содержанию Са, Р, Fe и витаминов группы В ржаная мука обдирная превосходит пуку пшеничную в/с. Замена пшеничной муки на гречневую и ржаную обдирную муку в рецептурах повысит пищевую и биологическую ценность мучных кондитерских и кулинарных изделий.
Белки гречихи обладают высокой биологической ценностью, они являются лучшими из известных источников белка растительного сырья. По содержанию лизина и метионина она превосходит все крупяные культуры. Белки гречихи отличаются высокой степенью сбалансированности по содержанию незаменимых аминокислот (валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин, аргинин), имеют хорошую усвояемость, что и делает гречневую крупу особо ценным диетическим продуктом. Лизин (11, 2% от суточной нормы) оказывает противовирусное действие и улучшает усвоения кальция, нормализует деятельность сердечнососудистой системы организма; метионин (12,8% от суточной нормы) играет большую роль в обмене веществ, активирует действие гормонов, ферментов в организме; триптофан (14,0% от суточной нормы) регулирует функцию эндокринного аппарата организма человека [14]. Большое содержание цистина и цистеина говорит о высоком радиозащитном свойстве гречневой крупы [14, 27, 28, 50].
Биологическая ценность белков гречихи сопоставима с другими источниками белка. В основном он состоит из глобулинов (64,5%), альбуминов (12,5%), глютелинов (8,0%). Проведены многолетние исследования, направленные на выявление зависимости пищевой ценности от биологических особенностей гречихи. Показано, что белки гречихи составляют 92,3% питательной ценности сухого молока и 81,4% белков куриных яиц. По содержанию валина приближается к молоку, лейцина – к говядине, а фенилаланина – к молоку и говядине (таблица 4). Всего в белке гречихи 18 аминокислот. Однако белки гречихи, в отличие от зерна пшеницы, не содержат глютен, и вследствие чего у гречневой муки низкие пекарские свойства [14, 27, 28, 105].
По содержанию крахмала мука пшеничная в/с, гречневая и ржаная обдирная мало отличаются. В гречихе содержится около 70% крахмала. Он содержит высокую долю резистентного крахмала. Гранулы гречневого крахмала в основном полигональные, реже сферические, овальные, а поверхность частиц – шероховатая. Такие характеристики свидетельствуют о том, что крахмал гречихи можно использовать как пищевой стабилизатор, загуститель и как вещество для повышения клейкости, что значительно влияет на качество и питательную ценность продукта [14, 27, 50].
Содержание ненасыщенных жирных кислот в липидах гречихи близко к 83,2%, олеиновой кислоты – 47,1%, линолевой кислоты – 36,1%. Они так же содержат линоленовую кислоту и другие полиненасыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты регулируют уровень жира в крови и обладают антиоксидантной активностью. В состав липидов гречихи в значительном количестве входит лецитин, который способствует выведению холестерина из крови [5, 14, 27].
Важно подчеркнуть мировую тенденцию к изучению уникальных свойств зерна гречихи. Так, T. Adachi изучал минеральный состав, питательную ценность зерна гречихи и продуктов ее переработки. В работах исследователей отмечается, что гречневая крупа отличается высокой питательностью (Ikeda S., 2007; Kreft I., 2010), незаменима при диабете (Yang F., 2009; Jang I. et al., 2010; Shan F. et al., 2010), способствует снижению уровня холестерина (Fu Y., Zhang М., Wen Н., 2009; Xiong S., Li A., Ren F., 2009) и рекомендуется для профилактики сердечнососудистых заболеваний (Johns Т., Eyzaguirre Р. В., 2007). Биологическая ценность белка гречихи значительно выше, чем белка пшеницы, овса, ячменя, риса и сои (Zhang M.L., Hu X.S., 2004) [114,124, 129, 131, 132, 135, 139, 143, 145].
В исследованиях показано, что гречневая крупа отличается высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот (Honda Y., Abe N., 2009), рутина и витамина Е (Guo X. et al., 2011), обладающих высокой антиоксидантной активностью (M Saka, M. Pestori, A Mian, et. al., 2015, Zhao Y.P., Xiao C.L., 2004; Yongyan Н. et al., 2007); содержит важнейшие микроэлементы (Ikeda S. et al., 2008), фитостеролы и фитоэстрогены (Zhang L., Li Z., 2009) [116, 125, 129, 131, 133, 138, 142, 147].
Все это делает гречневую и ржаную обдирную муку прекрасными диетическими продуктами.
Новый виток интереса к гречихе и продуктам ее переработки связан с флавоноидами. Флавоноиды гречневой крупы предупреждают развитие злокачественных новообразований, предохраняют наш организм от старения и болезней, стимулируют иммунитет. Высокое содержание рутина в гречихе, который, как известно, не вырабатывается организмом, а поступает только с продуктами, способствует оздоровлению стенок кровеносных сосудов, улучшая их эластичность и прочность, тем самым уменьшая риск развития гипертонии. Регулярное употребление продуктов, содержащих данную крупу, может существенно понизить уровень сахара в крови. Полноценные белки и сложные углеводы, содержащиеся в гречке, насыщают и обеспечивают энергией на длительное время [1, 21, 51, 54, 87, 109, 113, 119, 125, 128, 144].
Методы приготовления изделий с использование гречневой муки
В лабораторных условиях готовили печенье, используя рецептуру и технологию приготовления печенья песочного (таблица 9) [80].
Приготовление теста. В планетарном миксере взбивали размягченное масло сливочное, сахар белый, яйца, разрыхлитель, соль в течение 20-30 мин до получения однородной массы. Затем всыпали муку и продолжали замес теста не более 1-2 мин. Песочное тесто должно быть без комочков и следов непромесов.
Тесто для печенья раскатывали толщиной 6-7 мм и формовали при помощи металлической выемки. Изделия выпекали 10-13 мин при температуре 180 – 200 оС.
Для разработки новой рецептуры кекса использовали рецептуру и технологию приготовления кекса морковного для детского питания (таблица 10) [52].
Размягченное сливочное масло и сахар белый взбивали в течение 10-15 минут в планетарном миксере, затем добавляли яйца, натрий двууглекислый, соль, изюм, морковь, натертую на мелкой терке, тщательно перемешивали, добавляли муку и продолжали замешивать тесто в течение 1-2 минут. Тесто раскладывали в подготовленные формы и выпекали при температуре 180-200 С в течение 25-30 минут.
Для разработки новой рецептуры блинов использовали стандартную рецептуру и технологию приготовления [81] блинов. В лабораторных условиях готовили блины по рецептуре, приведенной в таблице 11[81].
В небольшом количестве воды и молока растворяли соль, сахар белый, добавляли предварительно разведенные дрожжи, смесь процеживали, соединяли с остальной водой и молоком, подогретыми до температуры 35-40С, добавляли смесь муки, яйца и перемешивали до образования однородной массы, затем вводили растопленный жир и снова перемешивали до образования однородной массы. Замешанное тесто оставляли в теплом месте (25-35С) на 3-4 часа. В процессе брожения тесто перемешивали. Влажность теста - 63 - 66 %. Для достижения оптимальной влажности теста вводили необходимое количество воды (по расчету).
Блины выпекали с обеих сторон на нагретых специальных сковородках, смазанных жиром. Толщина блина должна быть не менее 3 мм.
Для разработки новой рецептуры блинчиков-полуфабрикатов использовали стандартную рецептуру и технологию приготовления [81] блинчиков-полуфабрикатов. В лабораторных условиях готовили блинчики-полуфабрикаты по рецептуре, приведенной в таблице 12[81].
Яйца, сахар белый, соль размешивали, добавляли молоко (50 % от всей жидкости), всыпали муку и взбивали до получения однородной массы, постепенно добавляя оставшееся молоко и воду. Готовое жидкое тесто процеживали. Блинчики выпекали на смазанной жиром и разогретой сковороде.
Сравнительный анализ показателей качества гречневой муки производственного помола, вырабатываемой разными производителями
На рынке представлены два вида гречневой муки из пропаренной крупы и непропаренной крупы. Для проведения сравнительного анализа показателей качества в работе были использованы пять образцов гречневой муки производственных помолов разных производителей: четыре образца гречневой муки из пропаренной крупы (образцы 1-4) и один образец гречневой муки из непропаренной крупы (образец 5). Для возможности сравнения изучали комплекс показателей: органолептические, физико-химические, технологические свойства и крупность помола (таблицы 19 - 22).
По органолептическим показателям образцы 1-4 имели отличия по цвету от светло- до темно-бежевого, от светло- до серо-бежевого, а также по оттенкам, а также различались по интенсивности гречишного вкуса и запаха. Образец 5 характеризовался светло-серым цветом и имел слабовыраженный аромат, характерный для гречневой крупы.
По содержанию основных веществ (таблица 20) образцы гречневой муки различались между собой: так, количество белков варьировалось от 9,0 до 12,6%, углеводов – от 57,1 до 79%, жиров – от 2,0 до 3,3%, влажность – в интервале 8,4 – 10,0 %. Во всех образцах гречневой муки содержание белков, жиров, углеводов было несколько выше по сравнению с пшеничной и ржаной, исключение составил образец муки гречневой из непропаренной крупы (образец 5), содержание углеводов в котором составило 57,1%.
Отсутствие стандартной схемы выработки гречневой муки обусловливает, что представленная на отечественном рынке гречневая мука отличается неоднородностью гранулометрического состава, что, с одной стороны, влияет на сохранность муки, а с другой стороны должно учитываться при выборе целевого назначения использования гречневой муки для выработки определенной продукции.
Гранулометрический состав образцов гречневой муки из пропаренной муки оценивали двумя методами: ситовым и микроскопическим (таблица 21). Для всех образцов «проход через шелковое сито № 38» составил не менее 60%. По показателю «остаток муки на сите» образец 4 соответствовал требованиям ГОСТ 31645-2012 – 0,5%. Остальные образцы, выработанные по собственным НТД, имели в своем составе более 2% крупных частиц.
Распределение частиц муки по размерам (таблица 21), полученные ситовым методом, не совпадают с размером частиц, полученных микроскопическим методом, т.к. возникающие при просеивании муки заряды статического электричества способствуют агломерации мелких частиц в более крупные, и данный эффект не позволяет получить точные результаты. Аналогичные результаты были получены для пшеничной муки [62,63].
Однако контроль ситовым методом предоставляет недостаточно информации для сравнения отдельных партий муки, и поэтому использовали микроскопический метод установления дисперсности.
Очевидно, что для гречневой муки должен существовать определенный диапазон дисперсности, который определяет ее технологические (поверхностные свойства) и диетические (ГИ) свойства. По результатам исследования гранулометрического состава образцов (1 – 4) гречневой муки из пропаренной крупы микроскопическим методом на информационно-измерительной системе «ГИУ-1 – РС» (Приложении В), были построены гистограммы выхода частиц фракций по размерам в % от числа частиц (рисунок 14) и в % от объема (рисунок 15), рассчитаны: суммарный объем всех фракций, среднеэквивалентый объему размер частиц (таблица 22, Приложение В).
Несмотря на то, что крупные частицы размером 250 мкм содержатся в количестве долей процента от числа частиц, но в проценте от объема частиц достигают 5 и 5,5% (у образцов 1 и 2), 14% у образца 3 и 38% у образца 4. На гистограммах в интервале размера 240-250 мкм присутствует пик, не согласующийся с нормальным распределением (рисунок 15). При доказательстве нормальности распределения частиц по размерам математическими методами обработки экспериментальных данных (Приложение В) выявлено, что крупные частицы выступают в качестве «грубых ошибок», которые должны быть отброшены. Однако эти частицы присутствуют в образцах муки, определяют ее поверхностные свойства, участвуют в формировании свойств теста и готовой продукции, поэтому на дальнейшем этапе исследований были сравнены поверхностные свойства образцов муки производственных помолов.
Для возможности установления взаимосвязи гранулометрического состава муки и ее свойств, фракции частиц были сгруппированы по интервалам их размеров (таблица 22).
Было выявлено, что выход фракций в % от общего количества частиц и от объема у образцов муки производственного помола различен, в том числе и у образцов 1 и 4, имеющих одинаковый dэкв = 0,179 мм, имеются отличия в распределении частиц по размерам: крупных частиц в интервале размера 0,201 – 0,250 мм в образце 1 содержится 1,23%, а образце 4 – 3,56%, следовательно, всего частиц с размером с размером 0,005 – 0,200 мм в образце 1 – 99,36%, а в образце 4 – 96,75%. Самых мелких частиц с размером 0,005-0,010 мм в образцах 1 и 4 сходное количество – 30,33% и 29,44%, тогда как суммарное количество частиц с размером до 0,050 мм у образца 1 – 58,69%, а в образце 4 – 73,21%. Такое распределение частиц объясняет больший суммарный объем у образца 4 (46,80 мм3) по сравнению с образцом 1(45,18 мм3). Образцу 2 соответствуют самые маленькие dэкв = 0,131 мм и суммарный объем всех фракций – 18,43 мм3, а также самое большое количество частиц в интервале с размерами 0,005 – 0,010 мм – 50,21% и до 0,050 мм - 85,56%. Вероятно, данные различия обусловлены технологическими особенностями мельниц.
Следовательно, определение гранулометрического состава гречневой муки является самостоятельным необходимым методом, позволяющим охарактеризовать муку [62, 101,102]. В дальнейших исследованиях использовали данные гранулометрического состава образцов, полученного микроскопическим способом (Приложение В).
Технологические свойства исследуемых образцов гречневой муки сравнивали по их жиро- (ЖУС) и влагоудерживающим (ВУС) способностям по методике, описанной в разделе 2.2. Результаты представлены в таблице 23.
По данным таблицы 23 водоудерживающая способность у образцов гречневой муки из пропаренной крупы в среднем 2,3 раза выше, чем у пшеничной муки в/с, в 4,5 раза, чем у ржаной муки, и в среднем 1,7 раза выше, чем у муки из непропаренной крупы. Такие свойства гречневой муки обусловлены, вероятно, тем, что при пропаривании крупы происходит изменение свойств крахмала, которое представлено на микрофотографиях (рисунки 26-28) Жироудерживающая способность образцов 1-5 лежит в интервале 58 - 83 % и сопоставима со значениями ржаной и пшеничной муки в/с.
На основании проведенных исследований установлено, что образцы гречневой муки производственных помолов разных производителей имеют отличия:
- по органолептическим показателям: цвету, вкусу; запаху;
- по химическому составу: образцы различаются по содержанию белков, жиров и углеводов;
- по технологическим свойствам: жиро- и водоудерживающей способности;
- по гранулометрическому составу: выход фракций в % от общего количества частиц и от объема у образцов муки производственного помола различен, а среднеэквивалентный объему размер частиц (dэкв) лежит в интервале 0,131- 0,179 мм, что, вероятно, обусловлено технологическими особенностями мельниц; данные, полученные ситовым методом, не совпадают с размером частиц, полученных микроскопическим методом.
Разработка сдобного песочного печенья с использование гречневой муки
В настоящее время гречневая мука находит применение в ограниченных видах мучных кондитерских изделий. Учитывая достаточно низкий ГИ гречневой муки по сравнению с пшеничной мукой и повышенное содержание ПВ, провели исследования, направленные на расширение ассортимента изделий, предназначенных для диетического питания. В ходе исследований были разработаны изделия с использованием гречневой муки (из пропаренной и непропаренной крупы).
С использованием гречневой муки вырабатывали печенье сдобного по типовой технологии песочного печенья [80]. Для улучшения потребительских свойств изделий из гречневой муки и обогащения их пищевыми волокнами в
состав рецептуры ввели муку ржаную обдирную и растительную добавку «Псиллиум». На основании проведенных исследований было определено соотношение муки в композиции: 70% – гречневая мука, 30% – ржаная обдирная мука и «Псиллиум» (таблица 30).
На стадии замеса теста и формования изделий были выявлены структурные различия, которые представлены в таблице 31. Лучшие показатели при замесе теста и формовки изделий у образцов из композиции муки 3 и 4.
Образцы песочного печенья анализировали по органолептическим показателям качества согласно ГОСТ 24901-2014: вкус и запах, форма, поверхность, цвет, вид в изломе. Все показатели соответствовали ГОСТу.
Органолептическую оценку проводили сразу после выпечки и на 7 день после неё (таблицы 32 и 33). На 7 сутки у печенья из мучной композиции 5 во вкусе появился вкус горечи.
Приготовленные образцы печенья рассматривались по дескрипторам, формирующим восприятие продукта, которые характеризуют ожидания потребителей и возможные ароматы: пшеничный, топленого масла, ореховый, отрубной, гречневый. Для оценки качества изделия была принята 10-балльная шкала интенсивности без коэффициентов весомости, что позволило дегустаторам оценивать новое печенье по видам запахов, по их интенсивности и порядку проявления. Методика оценки описана в разделе 2.2.
В результате профильной оценки по дескрипторам запаха готовых изделий после математической обработки была построена профилограмма (рисунок 33). Для оценки песочного печенья установлены положительные дескрипторы с учетом их интенсивности: приятный ореховый аромат, едва уловимый отрубной аромат, приятный аромат топленого масла, аромат гречневой каши, приятный пшеничный аромат.
После выпечки исследовали технологические затраты и показатели качества изделий (таблица 34). Сравнение данных показывает, что внесение «Псиллиума» уменьшило упек изделий так, что ввод 1% упек составляет 9,6 %, а увеличение «Псиллиума» в композиции до 1,5 % упек составляет – 10,6 %. Усушка всех экспериментальных образцов значительно меньше, чем у контрольного образца. Ввод пропаренной муки (композиция 1) имеет 1 – 0,8 %; ввод непропаренной муки – 0,4 %. Такие данные согласуются с влагоудерживающими свойствами муки, установленными ранее. Ввод «Псиллиума» способствует тому, что усушка выше, чем в образцах печенья без последнего: - 0,9 и 1,2.
Намокаемость изделий из композиции муки из непропаренной крупы ниже, чем из муки из пропаренной крупы. Также на намокаемость изделий влияет «Псиллиум», при увеличении его ввода - намокаемость увеличивается, но значение намокаемости всех образцов – в пределах нормы.
По проведенным выпечкам, оценке физико-химических показателей и органолептической оценки сделан вывод:
- добавление 1% «Псиллиума» оправдано в качестве структурного компонента печенья;
- добавление 1,5% «Псиллиума» приводит к ухудшению изделия – появляется горечь во вкусе;
- замена гречневой пропаренной муки на гречневую муку из непропаренной крупы оправдана, так как образец печенья из композиции 4, состоящий из 70% непропаренной крупы, 29% ржаной обдирной муки и 1% «Псиллиума», признан лучшим.
На основании экспериментальных данных можно сделать вывод, что гликемический индекс контрольного образца, состоящего из пшеничной муки, намного выше, чем у всех остальных образцов, и составляет 70 единиц.
У печенья из мучной композиция 1 наивысшее значение из опытных образцов – 50,75 единиц, минимальное значение гликемического индекса у образца печенья из мучной композиции 5 – 28,14 единиц, то есть с увеличениемконцентрации «Псиллиума» уменьшает гликемический индекс продукции. Также на значение гликемического индекса положительно влияет замена гречневой муки из пропаренной крупы на гречневую муку из непропаренной крупы.
Наилучшими признаны печенья из мучной композиции 3 и 4, несмотря на то, что печенье из мучной композиции 5 характеризуется более низким ГИ, но органолептические показатели его хуже за счет появившегося вкуса горечи через 7 дней после выпечки.
Образцы печенья из композиции 3 и 4 были заложены на хранение. В печенье определяли показатели безопасности и влажности, полученные результаты представлены в таблице 35.
Выпеченные образцы были упакованы в пергамент и убраны в картонной коробке на хранение в естественных условиях. Измерения проводились в течение 32 дней, с интервалом 4 суток.
В процессе исследования в течение 32 суток не было отмечено увеличения значений кислотного и перекисного чисел. Изменения показателей массовой доли влаги оставались в пределах нормы.
Таким образом, гречневая мука благоприятно влияет на показатели окислительной порчи жиров в мучных кондитерских изделиях, что, вероятно, обусловлено содержанием природных антиоксидантов – флавоноидов.
В процессе хранения также производилась органолептическая оценка образцов. Результаты приведены в таблице 36.
Органолептические показатели в процессе хранения не ухудшались.
Анализ данных показывает, что при хранении изменяется интенсивность дескрипторов, сами вкусы не меняются. Сильнее всего изменяется проявление орехового вкуса, вкуса топленого масло, гречневого вкуса.
Была изучена потребительская оценка печенья из мучных композиций 3 и 4 с целью выявления степени желательности у потребителей по 9-ти балльной гедонической шкале (Приложение Б, раздел 2.2). В ходе дегустации было опрошено 45 респондентов, результаты представлены в таблицах 37 – 38.
По результатам потребительской оценки по гедонической шкале печенье из мучной композиции 4 по среднему баллу превышает значения по всем показателям за исключением «цвета».
Таким образом, учитывая, что все образцы имели значения не ниже 6 баллов, можно говорить о степени желательности всех вышеизложенных образцов у потребителей.
Характеристика состава и пищевой ценности разработанных печений сдобных приведена в таблице 39.
При хранении печенья в течение 32 дней определяли изменение кислотного, перекисного чисел жирового компонента. В конце срока хранения показатели безопасности не превышали допустимые значений (ТР ТС 021/2011). На основании исследований срок годности изделий установлен в 25 суток.
На основании всех проведенных исследований был выявлен лучший образец печенья, изготовленный из композиции муки 4, содержащей 70 % гречневой муки из непропаренной крупы, 29 % ржаной обдирной муки и 1 % «Псиллиума».