Безглютеновая сухая смесь для производства печенья с использованием муки из нативной гречневой крупы, амарантовой муки и плодовоовощных и ягодных порошков и способ производства печенья
GLUTEN-FREE DRY MIX FOR PRODUCTION OF COOKIES USING FLOUR FROM NATIVE BUCKWHEAT, AMARANTH FLOUR, FRUIT AND VEGETABLE AND BERRY POWDERS AND METHOD FOR PRODUCTION OF COOKIES

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пищеконцентратной и кондитерской, и может быть использовано при производстве специализированных мучных кондитерских смесей и изделий из них.
Диетотерапия - неотъемлемая часть лечения заболеваний органов пищеварения детского возраста. Строгая пожизненная диета является единственным способом лечения целиакии. Эффективность лечения целиакии напрямую зависит от приверженности к безглютеновой диете, которая нередко нарушается вследствие ограниченного ассортимента рекомендуемых продуктов и блюд особенно больными детского возраста [Всероссийский консенсус по диагностике и лечению целиакии у детей и взрослых *Russian consensus on the diagnosis and treatment of celiac disease in children and adults. Принят на 42-й Научной сессии ЦНИИГ (2-3 марта 2016 г.)].
Принципиально важным является отказ от употребления хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий, макаронных изделий, пшеничной, манной, овсяной, перловой, ячневой круп и продуктов, которые содержат «скрытый» глютен, используемый в составе пищевой добавки в процессе производства. В питании детей больных целиакией должны быть включены в достаточном количестве продукты на зерновой основе не содержащие глютен, обеспечивающие детей углеводами, в том числе пищевыми волокнами, растительными белками, жирами, витаминами группы В, минеральными веществами (калием, магнием, селеном и др.) [Бельмер, С.В. Эпидемиология целиакии: факты и выводы / С.В. Бельмер // Лечащий врач. 2013. - №1. - С. 16-19].
Потребление специализированных продуктов позволяет снизить частоту и степень выраженности дефицитных состояний необходимых организму нутриентов [Детское питание. Руководство для врачей. Под редакцией В.А. Тутельяна, И.Я. Коня. М: Медицинское информационное агентство, 2017 г.].
Продукты на основе таких безглютеновых зерновых как кукуруза, рис и гречиха традиционны для больных целиакией. К нетрадиционной зерновой культуре относится амарант. Российские и зарубежные исследования показали, что белок амаранта не токсичен для больных целиакией [Bergamo Р., Maurano F., Mazzarella G., Iaquinto G., Vocca I., Rivelli A.R., et al., Immunological evaluation of the alcohol-soluble protein fraction from gluten-free grains in relation to celiac disease. Mol Nutr Food Res. (2011) 55:1266-70. 10.1002/mnfr.201100132].
Положительные результаты дали исследования по применению продуктов из амаранта в диетотерапии детей с непереносимостью глютена. Больные переносили диету без каких-либо аллергических и диспепсических реакций, наблюдалось улучшение показателей нутритивого статуса пациентов, а также снижение психоэмоционального напряжения благодаря внесению в рацион дополнительного ассортимента продуктов из амаранта [Бавыкина И.А Звягин А.А., Мирошниченко Л.А., Гусев К.Ю., Жаркова И.М. Эффективность продуктов из амаранта в безглютеновом питании детей с непереносимостью глютена // Вопр. питания. 2017. №2. С. 91-99. doi: 10.2441 1/0042-8833-2017-00038]
В настоящее время активно ведется исследовательская работа по разработке ассортимента безглютеновых продуктов с использованием амаранта. [Urubkov S.A., Khovanskaya S.S., Dremina N.V., Smirnov S.O. Grain-based products for baby food. Вопросы детской диетологии. 2018. Т. 16. №4. С. 67-72. doi: 10.20953/1727-5784-2018-4-67-72].
Безглютеновые продукты с включением амаранта не распространены на Российском рынке. Специализированная продукция из амаранта может стать источником дефицитных макро- и микроэлементов, полноценного белка и других биологически ценных соединений [Урубков С.А. Исследование содержания основных макронутриентов в безглютеновых зерновых культурах и продуктах их переработки / С.А. Урубков, С.С. Хованская, С.О. Смирнов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019. Т. 81. №2 (80). С. 102-107. DOI: 10.20914/2310-1202-2019-2-102-107].
Основой всех представленных специализированных безглютеновых смесей является гречневая мука. В России гречиха по потреблению является второй после риса крупяной культурой - это обусловлено издавна сложившимися кулинарными традициями. В промышленной практике российских предприятий гречневой мукой заменяют от 10 до 20% муки в составе рецептур бисквитов, печенья, хлебобулочных изделий, а также кулинарной продукции. Из зерна гречихи традиционно получают муку для детского и диетического питания. Гречиха не содержит глютен, является хорошим источником растительного белка, обладает уникальными качествами, обусловленными наличием в ней ряда соединений с антиоксидантными свойствами, а также возможностью производить безглютеновые продукты с низким гликемическим индексом. Например, исследования мучных смесей с гречихой показало повышение антиоксидантной активности [Liu С-L., Chen Y-S., Yang J-H., Chiang B-H. Antioxidant activity of tartary (Fagopyrum tataricum (Г.) Gaertn.) and common (Fagopyrum esculentum moench) buckwheat sprouts. J. Agric. Food Chem. 2008; 56(1): 173-178. doi: 10.1021/jf072347s], потребление хлеба с добавлением гречневой муки, приводило в снижению уровня глюкозы в крови и гипогликемии после приема пищи [Skrabanja V., Liljeberg  Kreft I.,  Nutritional properties of starch in buckwheat products: studies in vitro and in vivo. J. Agric. Food Chem. 2001;49(l):490-496. doi: 10.1021/jf000779w].
В процессе производства пропаренной гречневой крупы применяется процесс обработки зерна, включающий пропаривание с последующей сушкой и охлаждением, что приводит к ухудшению нутриентного состава крупы, в отличии от нативной (непропаренной), где основные нутриенты и витамины не затронуты тепловой обработкой. Мука, произведенная из непропаренной гречневой крупы содержит больше витаминов (С, B1, В2, РР, Р и витамин Е), минеральных веществ и природных антиоксидантов, необходимых для организма человека. Гречневая мука содержит необходимые организму микроэлементы: железо, фосфор, медь, магний, калий, цинк и другие. Она характеризуется высокой пищевой и биологической ценностью, богата клетчаткой и минеральными веществами. Продукты из гречихи особо ценные в диетическом отношении, так как содержат в своем составе незаменимые аминокислоты и трудноусвояемые углеводы. Применение муки из непропаренной гречневой крупы при производстве пищевых продуктов улучшает работу внутренних органов [Марьин В.А., Верещагин А.Л., Фомина И.Г. Оценка потребительских свойств и морфология поверхности гречневой крупы ядрица различных цветовых оттенков. Техника и технология пищевых производств. 2013. - №4. - С. 59-63]. По сравнению с другими злаковыми белки гречихи имеют более высокую биологическую ценность из-за большого содержания лизина с аминокислотным коэффициентом усвояемости белков 99,45. Гречневая крупа содержит в среднем 12,8% белка, характеризующегося высоким содержанием (более 50%) альбуминов глобулинов. Это наиболее ценные фракции, так как более легко и полно усваиваются организмом человека благодаря воздействию ферментов ЖКТ. В гречневой крупе высокое содержание таких эссенциальных аминокислот, как лизин, изолейцин, валин, треонин, лейцин, фенилаланин. Белок гречихи также богат аргинином, аланином, серином, глицином, гистидином и аспарагиновой кислотой. Гречневая крупа содержит 68,8% углеводов, в том числе крахмал - 55,4%, пищевые волокна - 11,3%, моно- и дисахариды - 2,1%. Крахмал гречихи обладает высокой водопоглотительной способностью и набухаемостью. По содержанию пищевых волокон гречневая крупа занимает первое место среди всех видов крупы. В гречневой крупе содержится 3,3% липидов, в котором 69% составляют моно- и полиненасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, олеиновая. Большую ценность представляют витаминный и минеральный комплекс гречневой крупы. Гречневая крупа отличается высоким содержанием витаминов В1, В2, РР, В6, пантотеновой кислоты, фолацина, холина. Крупа содержит в больших количествах токоферол (витамин Е), который является антиоксидантом, защищающим ненасыщенные жирные кислоты от быстрого окисления и прогоркания. В ней также присутствуют биотин, немного β-каротина и рутина. В гречневой крупе содержится достаточное количество фосфора, магния, калия, цинка, марганца, меди, кремния, присутствует сера [Ikeda K. Buckwheat: composition, chemistry, and processing. Adv. Food Nutr. Res. 2002;44:395-434. DOI: 10.1016/S1043-4526(02)44008-9].
Вторым компонентом в основе безглютеновой зерновой смеси является амарант. Зерно амаранта отличается высоким содержанием белка. В зависимости от сорта оно лежит в пределах 12-23%). Это превышает содержание белка в других зерновых культурах, в том числе безглютеновых. Белок амаранта богат незаменимыми аминокислотами: лизином, изолейцином, метионином, треонином, триптофаном, лейцином, содержание которых в несколько раз превышает их количество в пшенице, рисе, овсе и кукурузе - это делает белок амаранта более полноценным, повышая его «аминокислотный скор» до 75%. В зерне амаранта отмечается высокий уровень содержания липидов. Анализ жирнокислотного состава липидов показал содержание линолевой кислоты 38-48%, олеиновой - 25-35%, пальмитиновой - 19-21% и стеариновой 4-5%, что составляет около 95% содержания всех жирных кислот. При этом содержание ненасыщенных жирных кислот составляет 74% от суммы жирных кислот. Амарант богат полиненасыщенными жирными кислотами, в том числе Омега-6. В зерне амаранта содержится биотин (54,6 мкг/100 г), рибофлавин (2,69 мг/100 г), фолацин (82,0 мкг/100 г), а также токотриенолы. Также, в число важнейших компонентов амарантового масла входят токоферолы (Витамин Е) в основном в виде наиболее биологически активной триенольной формы. По данным ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» общее содержание токоферолов в амарантовом масле может достигать 2%, что является рекордным уровнем для всех известных растительных масел. Кроме того, масло амаранта содержит сквален, который относится к важнейшим биологически активным соединениям и выполняет в организме роль регулятора липидного и стероидного обмена, являясь предшественником целого ряда стероидных гормонов, холестерина и витамина D. Многочисленные результаты исследований подтверждают, что средняя концентрация сквалена в масле амаранта составляет около 7-8% (мас. / Мас). Для амаранта, как и для других злаковых культур, характерно высокое содержание таких минеральных веществ как калий, магний, селен.
Особое место в композициях продуктов принадлежит плодовоовощному и ягодному сырью, которое применяется в сушеном виде: целыми ягодами и в виде мелкодисперсных порошков. Включение даже небольшого количества порошков или сушеных ягод (до 10%) в рецептуры продуктов способно обеспечить ребенка необходимыми питательными и биологически активными веществами, такими как природные сахара, пектиновые вещества, пищевые волокна, органические кислоты, антоцианы и каротиноиды. Вместе с тем данные компоненты влияют на органолептические свойства готовых продуктов: на их вкус, цвет и аромат.
Содержание минеральных веществ и витаминов в полидисперсных порошках представлено в таблице 1.
Известен способ производства безглютенового печенья, где смесь готовят путем последовательного смешивания амарантовой муки, молока сухого цельного, порошка из какаовеллы, кондитерского жира, карамельного порошка. Перемешивание компонентов осуществляют в течение 10-12 минут при температуре 18-20°С до полного равномерного распределения жира в массе сырья. Полученную смесь формуют и выпекают в течение 4-5 минут при температуре 180-190°С (Патент RU 2541654 С1, опубл. 20.02.2015).
Недостатком данного способа является использование в рецептуре кондитерского жира, не рекомендованного в лечебно-профилактическом питании, а также какаовеллы - трудно-измельчаемого побочного продукта производства какао порошков, кроме того данная продукция не содержит плодовоовощных и ягодных компонентов увеличивающих пищевую ценность продукта.
Известен способ производства безглютенового сахарного печенья (Патент RU 2425547 С1, опубл. 10.08.2011), в состав которого входит мука гречневая, сахар, жировй компонент, яйца куриные, инвертный сироп, соль поваренная, крахмал картофельный, сода питьевой и соль углеаммонийная. Приготовление печенья предусматривает одновременное перемешивание сахара, жирового компонента, яйца куриного, инвертного сиропа, соды питьевой и соли углеаммонийной. В готовую эмульсию вносят муку гречневую и крахмал картофельный, замешивают тесто в течение от 5 до 25 минут и выполняют отлежку в течение 30 минут.
Недостатком данного способа является использование пропаренной гречневой муки, что приводит к ухудшению нутриентного состава крупы, а также отсутствие амаранта - богатого источником белка, липидов, β-каротина, витаминов, минеральных веществ и плодовоовощных и ягодных компонентов которые содержат природные пищевые волокна, пектиновые вещества, органические кислоты и антиоксиданты.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ производства безглютенового печенья предусматривающий смешивание сыпучих продуктов - муки амарантовой, крахмала кукурузного, сахарной пудры, соли пищевой, ванилина с маслом сливочным, последующее добавление яиц куриных и поливитаминной добавки Веторон-Е (Патент RU 2641528 С1, опубл. 12.01.2017, з. 2017100990, 12.01.2017).
Недостатком данного способа является отсутствие плодовоовощных и ягодных компонентов, которые содержат природные пищевые волокна, пектиновые вещества, органичские кислоты и антиоксиданты.
Задачей изобретения является совершенствование рецептуры безглютеновой смеси и способа производства печенья.
Техническим результатом изобретения является улучшение показателей качества и пищевой ценности печенья.
8
Достижение технического результата обеспечивается тем, что для приготовления безглютеновой сухой смеси смешивают муку из нативной гречневой крупы выработанную по технологии помола сортовой муки из крупяных культур. Крупность получаемой муки контролируется ситами №045 по ТУ 14-4-1374 (остаток не более 5%) и №43 ПА-70 по ГОСТ 4403 (проход не менее 50%) согласно ТУ 9293-005-00932169-96) и амарантовую муку, получаемую при размоле хлопьев амарантовых нативных [Патент RU 2533006 С1, МПК В02С 9/04, Способ получения продуктов размола семян амаранта и технологическая линия для осуществления способа / А.С. Дронов, С.О. Смирнов. Заявл. 01.04.2013. Заявка №2013114418/13. Опубл. 20.11.2014. Бюл. №32], яблочный, тыквенный, свекольный и клюквенный порошки, получаемые путем дезинтеграционно-конвективно-кондуктивной сушки [Патент RU 2016 108 124 А, МПК А23В 7/00; В02С 21/00. Дезинтеграционно-конвективно-кондуктивный сушильный агрегат - устройство получения порошков из различных видов сельскохозяйственного сырья и дикоросов / Густинович В.Г., Черных В.Я., Годунов О.А. Заявка: 2016108124, 09.03.2016. Опубл. 14.09.2017, Бюл. №26], а также добавляют сушеную клюкву или сушеную чернику, кристаллический белый сахар, соль поваренную пищевую, кислоту лимонную, соду пищевую. В полученную безглютеновую сухую смесь (в порцию 100 г) добавляют сливочное масло 50 г и перемешивают в течение 5-8 мин, затем, не прекращая перемешивания, постепенно добавляют воду 50 мл и продолжают процесс еще в течение 3-5 мин до полного равномерного распределения компонентов. Из полученного теста формуют изделия и укладывают на противень, после чего выпекают в течение 10-15 мин при температуре 170-180°С. При этом рецептурные компоненты входят в следующем соотношении, мас. %:
Масло сливочное
30-80
Вода питьевая
10-50
Рекомендуемые авторами показатели качества амарантовой муки соответствуют требованиям, указанным в таблице 2. Химический состав амарантовой муки, г/100 г: влага - 12,0; белки - 17,6; жиры - 7,4; углеводы - 54,2; клетчатка - 6,2 г; зола - 2,6 г; энергетическая ценность продукта - 354 ккал. Допустимые уровни показателей безопасности амарантовой муки в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078 (индекс 1.4.4) приведены в таблице 2 [Шмалько Н.А., Смирнов С.О. Рекомендуемые требования к качеству амарантовой крупяной муки // Материалы V Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века», посвященной 100-летию со дня образования ФГБОУ ВО "Кубанский государственный технологический университет", 2017. - С. 375-377].
Экспериментально установлено, что содержание амарантовой муки в составе безглютеновой сухой смеси должно быть не более 50%. При увеличении содержания более 50% ухудшаются необходимые реологические и органолептические свойства готового продукта.
Экспериментально установлено оптимальное количество плодовоовощных и ягодных порошков в составе безглютеновой сухой смеси - не более 30%, позволяющее повысить пищевую ценность готовых изделий, при сохранении необходимых реологических и органолептических показателях.
Изобретение можно проиллюстрировать конкретными примерами производства безглютенового печенья.
Пример №1
Муку амарантовую в количестве 50 кг, муку из нативной гречневой крупы в количестве 50 кг, яблочный порошок в количестве 10 кг, тыквенный порошок в количестве 10 кг, кристаллический белый сахар в количестве 15 кг, соду пищевую в количестве 5 кг, лимонную кислоту в количестве 3 кг, соль в количестве 1,5 кг тщательно перемешивают, фасуют и упаковывают в порционную тару. Далее, при приготовлении печенья с использованием сухих безглютеновых смесей в порцию (100 г) смеси добавляют предварительно размягченное сливочное масло 50 г и перемешивают в течение 5-8 мин, затем, не прекращая перемешивания, постепенно добавляют воду 30 мл и продолжают процесс еще в течение 3-5 мин до полного равномерного распределения компонентов. Из полученного теста формуют изделия и укладывают на противень, после чего выпекают в течение 10-15 мин при температуре 170-180°С.
Пример №2
Муку амарантовую в количестве 45 кг, муку из нативной гречневой крупы в количестве 50 кг, яблочный порошок в количестве 18 кг, клюквенный порошок в количестве 8 кг, клюкву сушеную в количестве 6 кг, кристаллический белый сахар в количестве 23 кг, соду пищевую в количестве 4,2 кг, лимонную кислоту в количестве 2,5 кг, соль в количестве 1,2 кг тщательно перемешивают, фасуют и упаковывают в порционную тару. Далее, при приготовлении печенья с использованием сухих безглютеновых смесей в порцию (100 г) смеси добавляют предварительно размягченное сливочное масло 70 г и перемешивают в течение 5-8 мин, затем, не прекращая перемешивания, постепенно добавляют воду 50 мл и продолжают процесс еще в течение 3-5 мин до полного равномерного распределения компонентов. Из полученного теста формуют изделия и укладывают на противень, после чего выпекают в течение 10-15 мин при температуре 170-180°С.
Пример №3
Муку амарантовую в количестве 20 кг, муку из нативной гречневой крупы в количестве 70 кг, яблочный порошок в количестве 17 кг, свекольный порошок в количестве 9 кг, кристаллический белый сахар в количестве 20 кг, соду пищевую в количестве 3,8 кг, лимонную кислоту в количестве 2,2 кг, соль в количестве 1,4 кг тщательно перемешивают, фасуют и упаковывают в порционную тару. Далее, при приготовлении печенья с использованием сухих безглютеновых смесей в порцию (100 г) смеси добавляют предварительно размягченное сливочное масло 80 г и перемешивают в течение 5-8 мин, затем, не прекращая перемешивания, постепенно добавляют воду 40 мл и продолжают процесс еще в течение 3-5 мин до полного равномерного распределения компонентов. Из полученного теста формуют изделия и укладывают на противень, после чего выпекают в течение 10-15 мин при температуре 170-180°С.
Органолептическая оценка образцов безглютенового печенья с применением сухих безглютеновых смесей по предлагаемому способу представлена в таблице 3.
Расчетное содержание основных пищевых веществ и энергетической ценности готовой продукции с применением сухих безглютеновых смесей по предлагаемому способу на 100 г готовой продукции приведены в таблице 4.