ИССЛЕДОВАНИЕ  РЕОЛОГИЧЕСКИХ  СВОЙСТВ  АЛЬТЕРНАТИВНЫХ  ВИДОВ  МУКИ

Мысаков  Денис  Сергеевич

аспирант,  ассистент  кафедры  Технологии  питания,  Уральский  государственный  экономический  университет,  РФ,  г.  Екатеринбург

E-mail:  mysakov_ds@usue.ru

Крюкова  Екатерина  Владимировна

аспирант,  доцент  кафедры  Технологии  питания,  Уральский  государственный  экономический  университет,  РФ,  г.  Екатеринбург

E-mail: 

Чугунова  Ольга  Викторовна

д-р  техн.  наук,  заведующая  кафедрой  Технологии  питания,  профессор  Уральского  государственного  экономического  университета,  РФ,  г.  Екатеринбург

E-mail:  chugun.ova@yandex.ru

INVESTIGATION  OF  FLOW  CHARACTERISTICS  OF  ALTERNATIVE  FLOUR

Denis  Mysakov

graduate’s  student,  Assistant  of  Department  of  Food  technology  Ural  State  University  of  Economics,  Russia,  Ekaterinburg

Ekaterina  Kryukova

graduate’s  student,  Associate  Professor  of  Department  of  Food  technology  Ural  State  University  of  Economics,  Russia,  Ekaterinburg

Olga  Chugunova

doctor  of  technical  sciences,  head  of  Department  of  Food  technology;  professor  of  Ural  State  University  of  Economics,  Russia,  Ekaterinburg

АННОТАЦИЯ

Важным  направлением  развития  пищевой  промышленности  является  разработка  технологий  производства  функциональных  пищевых  продуктов.  В  связи  с  этим  в  настоящее  время  все  большее  распространение  находит  применение  альтернативных  (нетрадиционных)  видов  муки,  в  частности,  муки  из  семян  ржи,  ячменя,  овса,  сои  и  т.  д.  Однако  в  таком  случае  необходимо  изучить  реологические  свойства  каждого  вида  муки,  так  как  реологические  свойства  сырья  оказывают  сильное  влияние  на  качество  готового  продукта.  В  итоге  был  сделан  вывод  о  целесообразности  применения  смесей  и/или  структураторов  различного  происхождения.

ABSTRACT

An  important  direction  of  development  of  the  food  industry  is  the  development  of  technologies  for  the  production  of  functional  foods.  In  this  regard,  currently  becoming  more  common  is  the  use  of  alternative  (nontraditional)  flours,  particularly  seed  meal  rye,  barley,  oats,  soy,  etc.  However,  in  this  case  it  is  necessary  to  study  the  rheological  properties  of  each  type  of  flour,  because  the  rheological  properties  of  raw  materials  have  a  strong  influence  on  the  quality  of  the  finished  product.  As  a  result,  it  was  concluded  that  the  feasibility  of  the  use  of  mixtures  and/or  structural  additives  different  origin.

Ключевые  слова:  мука;  состав;  реология;  качество;  нутриенты;  свойства;  тесто;  белки.

Keywords:  flour;  composition;  rheology;  quality;  nutrients;  properties;  dough;  proteins.

Пшеница  является  одной  из  наиболее  распространенных  злаковых  культур,  используемых  в  мире.  Тем  не  менее,  хлеб  получающийся  из  пшеничной  муки,  считается  бедным  из-за  низкого  содержания  ключевых  нутриентов,  за  исключением  витаминов  группы  В  [2,  с.  571].  Поэтому  во  многих  продуктах  первой  необходимости,  таких  как  хлеб,  пшеничная  мука  полностью  или  частично  заменяется  на  т.  н.  «нетрадиционные»  виды  муки  из  прочих  злаковых  или  бобовых  сельскохозяйственных  культур  (овсяновая,  гречневая,  рисовая,  кукурузная,  соевая,  ячменная,  ржаная,  гороховая,  нутовая,  чечевичная  и  т.  д.). 

Использование  таких  видов  муки,  как  рисовая,  кукурузная  и  гречневая,  привело  к  появлению  безглютенового  хлеба  с  повышенным  содержанием  таких  важных  питательных  веществ,  как  белок,  клетчатка,  кальций,  железо,  витамин  Е  и  полифенолов  [1,  с.  372].  Кроме  того  можно  утверждать,  что  соевая  мука  может  компенсировать  недостаток  лизина  и  изофлавонов  в  пищевых  продуктах.

Итак,  замена  пшеничной  муки  улучшает  пищевую  ценность  хлебобулочных  изделий  и  удовлетворяет  требованиям  потребителей  о  здоровом  питании.  Тем  не  менее,  подобная  замена  значительно  ухудшает  реологические  свойства  теста,  и,  в  итоге,  качество  выпеченного  продукта.  Это  происходит  из-за  того,  что  белки  риса,  кукурузы,  гречихи  и  др.  не  могут  сформировать  клейковину,  отвечающей  за  задержку  углекислого  газа  в  тесте,  выделяемого  дрожжами  при  брожении  теста. 

Пригодность  альтернативных  культур  для  выпечки  качественного  хлеба,  в  основном,  исследуется  путем  сравнения  свойств  их  смесей  пшеничной  мукой  с  чистой  пшеничной  мукой.  Однако  целью  данной  работы  было  определение  реологических  свойств  теста  из  рисовой,  кукурузной,  гречневой  и  соевой  муки  без  их  предварительного  смешивания  с  пшеничной  мукой.  Реологические  свойства  образцов  сравнивались  со  свойствами  чистого  пшеничного  теста,  которое  служило  в  качестве  эталона. 

Исследовались  следующие  параметры: 

·     водопоглощение  —  процентное  содержание  воды,  необходимое  тесту  для  получения  крутящего  момента  в  1,1  Нм,  %; 

·     время  достижения  максимального  крутящего  момента  t_max,  мин; 

·     стабильность  —  время  до  потери  вязкости  полученной  консистенции,  мин; 

·     минимальное  значение  крутящего  момента  М_1min,  Нм;

·     максимальное  значение  крутящего  момента  при  нагреве  теста  М_max,  Нм;

·     пиковая  температура  —  температура  при  пиковой  вязкости,  °С;

·     минимальное  значение  крутящего  момента  М_2min,  достигнутое  при  охлаждении  образцов  до  50  °С,  Нм;

·     окончательное  значение  крутящего  момента  М₃  после  охлаждения  образцов  до  50  °С,  Нм. 

Водопоглощение,  стабильность  и  механические  параметры  теста  определялись  во  время  замеса  теста  при  температуре  30  °C. 

Во  время  замеса  происходила  гидратация  соединений,  которая  вызывала  растяжение  и  выравнивание  белков,  что  в  итоге  приводило  к  образованию  трехмерной  структуры  вязкоупругого  теста.  Пшеничное  тесто  характеризовалось  низким  T_max,  высокой  стабильностью  и  высокой  устойчивостью  к  механическому  воздействию.  Эти  свойства  пшеничного  теста  связаны  с  уникальной  структурой  белка  пшеничной  муки  (совокупности  глиадина  и  глютенина). 

Основные  параметры,  полученные  из  эксперимента,  представлены  в  таблице  1. 

Таблица  1.

Реологические  свойства  теста  из  альтернативных  видов  муки

Рисовая  мука  и  гречневая  мука  имеют  близкие  значения  поглощения  воды  по  отношению  к  пшеничной  муке.  Кроме  того,  тесто  из  этих  видов  муки  напоминает  пшеничное  тесто  по  устойчивости  к  механическому  воздействию.  Поэтому  сочетание  именно  рисовой  и  гречневой  муки  нашло  значительное  применение  в  безглютеновой  пищевой  промышленности. 

Все  остальные  виды  муки  (кукурузная  и  соевая)  имеют  значительно  более  высокое  водопоглощение  и  низкую  стабильность.  Кроме  того  рисовая  мука  и  гречневая  мука  имели  значительно  высокий  t_max,  указывающий  на  тот  факт,  что  для  теста  из  этих  видов  муки  требуется  больше  времени  для  того,  чтобы  завершился  процесс  гидратации  соединений,  чем  для  пшеничного  теста.  Также  рисовая  и  гречневая  мука  имеют  значительно  более  низкое  количественное  содержание  белка  по  сравнению  с  пшеничной  мукой.  При  качественном  анализе  можно  утверждать,  что  белки  рисовой  муки  в  основном  состоят  из  глютелинов  (65—85  %)  и  небольшого  количества  проламинов  (2,5—3,5  %),  в  то  время  как  белки  гречихи  в  основном  состоят  из  глобулинов  (40—55  %)  и  альбуминов  (20—30  %)  [4,  с.  211].

Что  касается  t_max,  соевая  мука  показала  наиболее  близкое  значение  к  пшеничной  муке.  Соя  богата  белком,  но,  тем  не  менее,  соевому  тесту  необходимо  значительно  большее  количество  воды  (100,4  %),  чтобы  достичь  крутящего  момента  в  1,1  Нм,  по  сравнению  с  пшеничным  тестом  (60,0  %). 

При  нагревании  образцов  происходила  денатурация  белков,  которая  привела  к  ухудшению  вязкости  теста  (значение  М_1min).  А  белки  рисовой  муки  имеют  устойчивость  в  пределах  экспериментальных  температур. 

При  продолжении  нагрева  изменения  структуры  белковых  молекул  имели  незначительное  влияние  на  структуру  теста.  В  данном  случае  увеличение  вязкости  и,  таким  образом,  вращающего  момента  является  результатом  набухания  крахмала.

Самый  низкий  максимальный  пик  вязкости  М_max  был  у  соевого  теста,  которое  имеет  низкое  содержание  крахмала  и  высокое  содержание  липидов.  Полученные  результаты  согласуются  с  выводом  прошлых  исследований  о  том,  что  липиды  в  комплексе  с  амилозой  приводят  к  снижению  пику  вязкости  [3].  Напротив,  рисовая  мука  и  кукурузная  мука,  которые  богаты  углеводами,  имеют  максимально  высокие  значения.

Дальнейшее  снижение  вязкости  (показатель  М_2min)  является  результатом  физического  распада  гранул  крахмала  в  результате  механического  сдвига  и  снижения  температуры.  Впоследствии,  при  охлаждении,  крахмал  подвергался  ретроградации  и  крутящий  момент  увеличивался  (М₃).

Таким  образом  можно  сделать  вывод  о  том,  что  хотя  альтернативы  пшеничной  муке  уже  сейчас  доступны  на  рынке,  эти  продукты  зачастую  более  низкого  качества  из-за  отсутствия  отработанных  технологий  и  рецептур  приготовления.  Согласно  результатам  исследования,  образцы  рисовой  и  гречневой  муки  были  наиболее  близки  к  реологическим  свойствам  пшеничной  муки.  Однако  точно  имитировать  свойства  пшеничной  муки  по  отдельности  они  не  могли,  поэтому  был  сделан  вывод,  что  только  их  смесь  или  применение  сторонних  структураторов  даст  оптимальный  реологический  профиль  тесту. 

Список  литературы:

1. Здоровое  питание  —  основа  жизнедеятельности  человека:  сб.  материалов  Всерос.  науч.-практ.  конф.,  28  марта  2008  г.  /  Е.В.  Субботина  [и  др.].;  Ю.Л.  Александров  [и  др.];  Федер.  агентство  по  образованию  [и  др.];  [редкол.:В.П.  Клочков,  Л.Г.  Климацкая,  Е.И.  Прахин;  науч.  ред.  Ю.Л.  Александров;  отв.  ред.  И.П.  Пушмина].  Красноярск:  [б.  и.],  2008.  —  450  с.
2. Нечаев  А.П.  Пищевая  химия:  учеб.  пособие.  СПб.:  ГИОРД,  2001.  —  588  с.
3. Свойства  крахмала.  Биофайл  —  научно–информационный  журнал  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://biofile.ru/bio/19903.html
4. Химический  состав  и  энергетическая  ценность  пищевых  продуктов:  справ.  МакКанса  и  Уиддоусона  /  пер.  с  англ.  яз.  6-го  изд.  под  общ.  ред.  А.К.  Батурина.  СПб.:  Профессия,  2006.  —  415  с.