РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕСТА ИЗ СМЕСИ ПШЕНИЧНОЙ И ЛЮПИНОВОЙ МУКИ

DOI: 10.257127ASTU.2072-8921.2018.04.008 УДК 664.7.022.3

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕСТА ИЗ СМЕСИ ПШЕНИЧНОЙ И ЛЮПИНОВОЙ МУКИ

Л. В. Анисимова, Е. С. Серебреникова, В. Е. Бондаренко, В. Ю. Басов

Изучены реологические свойства теста из смеси пшеничной и люпиновой муки. В исследованиях использовали семена белого люпина сорта Дега, выращенные в Алтайском крае. Люпиновую муку получали с использованием скарификации семян, вызывающей механическое повреждение оболочек. Затем семена подвергали гидротермической обработке, включающей операции пропаривания, сушки и охлаждения. Отделение семенных оболочек осуществляли на лабораторном центробежном шелушителе. Обрушенные семена измельчали в лабораторной мельнице. Муку отбирали проходом через сито № 045. Для приготовления мучных смесей использовали пшеничную муку высшего сорта. Реологические свойства теста изучали на фаринографе АТ БгаЬвпбвг (Германия).

Установлено, что внесение люпиновой муки взамен части пшеничной муки приводит к существенным изменениям реологических характеристик теста, таких как: водопоглоти-тельная способность, показатель качества фаринографа, время образования теста. Изменились также устойчивость теста к замесу и степень разжижения теста.

Рекомендовано в мучную смесь вводить не более 10 % люпиновой муки взамен пшеничной муки высшего сорта. Следует отметить, что тесто из такой смеси имело лучшие степень разжижения через 12 минут после максимума и показатель качества фаринографа в сравнении с образцом теста из пшеничной муки высшего сорта. Устойчивость теста к замесу и степень разжижения теста через 10 минут после старта были практически на уровне подобных показателей для теста из пшеничной муки высшего сорта.

Ключевые слова: мука пшеничная высшего сорта, люпиновая мука, скарификация, гидротермическая обработка, реологические свойства теста, водопоглотительная способность, фаринограмма.

Хлеб - наиболее распространенный продукт питания для населения нашей страны, он на 40 % удовлетворяет потребности организма человека в наиболее важном источнике энергии - углеводах [1]. Однако в настоящее время, по данным российских ученых, существует проблема дефицита белка в рационе питания жителей России [2].

В связи с этим одним из направлений обогащения хлебобулочных изделий биологически ценными нутриентами является введение высокобелковых компонентов, и предпочтение по праву отдается бобовым культурам, одной из которых является люпин [2].

Люпин (от лат. lupus - волк) - такое название, вероятнее всего, описывает способность растений данного рода приспосабливаться к суровым условиям окружающей среды. В России культивируют четыре вида люпина: белый, узколистный, желтый и многолетний [3].

Люпиновая мука находит применение в различных отраслях пищевой промышленности. Ее используют в хлебопечении, кондитерской промышленности при выработке мучных кондитерских изделий, в масложиро-40

вой отрасли в Австралии, Америке, в ряде стран Европы и Азии [3].

Во всем мире люпин вот уже несколько лет рассматривается как перспективный компонент безглютеновых, а также функциональных продуктов, его отличительной особенностью является высокое содержание белка (до 45 %), сбалансированного по аминокислотному составу. Люпин богат ненасыщенными жирными кислотами, а также содержит до 15 % грубого волокна. Кроме того, в состав семян люпина входят витамины А, Е и группы В, макро- и микроэлементы: калий, кальций, магний, железо, фосфор, селен и др. [3, 4, 5, 6].

В исследованиях зарубежных ученых отмечается свойство продуктов переработки семян люпина предупреждать развитие сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Продукты с люпином являются профилактическим средством от сахарного диабета второго типа [7].

Использование люпиновой муки как нового объекта исследований требует всестороннего изучения продуктов с ее добавлением. Одной из наиболее важных характеристик ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 4 2018

теста, выбранной зерновым сообществом, является реология [8]. Даже небольшие изменения в составе теста способны оказать колоссальное влияние на его реологические характеристики [9].

Люпиновая мука, ввиду отсутствия в ее составе клейковинообразующих белков, должна заметно повлиять на реологические свойства теста, полученного с ее использованием.

Целью данной работы явилось изучение влияния люпиновой муки, вносимой в смесь с пшеничной мукой, на реологические свойства теста.

В опытах использовали семена белого люпина сорта Дега, выращенные в Целинном районе Алтайского края.

При выработке люпиновой муки семена люпина подвергали скарификации на лабораторной установке типа ЗШН. Затем семена направляли на гидротермическую обработку, которая включала операции пропаривания, сушки и охлаждения. Используемый способ гТо в сочетании с предшествующей подготовкой семян позволяет добиться наиболее равномерного и полного проникновения влаги внутрь семядолей (ядра). Необходимость скарификации объясняется наличием у семени люпина плотной кожистой семенной оболочки, плохо пропускающей влагу [10].

Семена люпина, прошедшие ГТО, шелушили в лабораторном центробежном ше-лушителе. Продукты шелушения сортировали на ситах и в лабораторном аспираторе. Отобранное после шелушения ядро измельчали в лабораторной мельнице. Продукты размола просеивали через металлотканое сито № 045. Люпиновую муку отбирали проходом через указанное сито.

Для приготовления смесей с люпиновой мукой и дальнейшего изучения реологических свойств теста использовали пшеничную муку высшего сорта со следующими показателями качества: цвет - белый; запах и вкус - свойственные пшеничной муке, без посторонних запахов и привкусов; хруст при разжевывании муки отсутствует; влажность - 12,2 %; белизна - 59 усл. ед. РЗ-БПЛ; содержание сырой клейковины - 28,0 %, качество клейковины -75 ед. ИДК (I группа); кислотность по болтуш-

ке - 2,7 град. кислотности; число падения -316 с.

Люпиновая мука, вводимая в состав мучной смеси, имела следующее качество: цвет - желтый; запах - ореховый, не затхлый, не плесневый; вкус - свойственный люпино-вой муке; при разжевывании муки хруст не ощущается; влажность - 8,5 %.

При определении качества муки использовали действующие стандарты.

Реологические свойства теста изучали на фаринографе АТ Brabender (Германия).

В ходе проведения исследований определяли следующие показатели, характеризующие реологические свойства теста: водопо-глотительную способность, %; DDT - время образования теста, мин.; S - устойчивость теста к замесу, мин.; DS (ICC) - степень разжижения теста, ЕФ; FQN показатель качества фаринографа, мм.

Для оценки влияния люпиновой муки на реологические свойства теста были приготовлены смеси, в которые вводили 5, 10, 15 и 25 % люпиновой муки взамен пшеничной муки. Контролем послужило тесто из пшеничной муки высшего сорта. Фаринограмма теста из пшеничной муки представлена на рисунке 1. Фаринограммы образцов теста из смесей пшеничной и люпиновой муки приведены на рисунке 2.

ОНИ 05:00 ЮНО 15:00 20:00 25:00

Время [тт55]

Рисунок 1 - Фаринограмма теста из пшеничной муки высшего сорта

fo-, SI S2

J DDT

30,0 3

140.0 130.0 120.0 110.0 то

90.0 i

soot

70,0 1

5 % люпиновой муки в смеси с пшеничной мукой

10 % люпиновой муки в смеси с пшеничной мукой

15 % люпиновой муки в смеси с пшеничной мукой

25 % люпиновой муки в смеси с пшеничной мукой

Рисунок 2 - Фаринограммы теста из смесей пшеничной и люпиновой муки

Зависимость водопоглотительной способности теста от содержания люпиновой муки в смеси с пшеничной мукой показана на рисунке 3.

Рисунок 3 - Влияние содержания люпиновой муки в смеси на водопоглотительную способность теста Из данных, представленных на рисунке 3, видно, что повышение содержания люпиновой

муки в смеси сказывается на ее водопоглотительной способности. Так, с увеличением содержания люпиновой муки в смеси возрастает водопоглотительная способность образцов. Это можно объяснить повышенным содержанием белков в люпиновой муке, так как белки обладают высокой водопоглотительной способностью.

Кроме того, люпин содержит некрахмальные полисахариды, а именно гемицеллюлозу, целлюлозу и галактаны, которые также способны удерживать влагу. В состав семядолей люпина входит до 21 % подобных веществ [11, 12].

Реологические характеристики образцов теста представлены в таблице 1. Зависимости отдельных реологических характеристик теста от содержания люпиновой муки в смеси - на рисунках 4 и 5.

Внесение люпиновой муки в мучную смесь оказало влияние на все показатели реологических свойств теста.

Показатель степени разжижения (рисунок 4) через 10 минут после замеса для образцов теста с 5%-ным и 10%-ным добавлением люпиновой муки имеет меньшее значение, чем для контроля. Однако при добавлении 15 % люпиновой муки показатель возрастает и становится больше, чем для контрольного образца.

Подобная зависимость наблюдается и для показателя степени разжижения образцов теста через 12 минут после достижения точки максимума (по стандарту ICC).

Снижение показателя степени разжижения теста свидетельствует об улучшении реологических свойств теста, в то время как его увеличение показывает обратное. Следовательно, замена 5 и 10 % пшеничной муки лю-пиновой мукой оказывает положительное влияние на оба показателя степени разжижения

теста.

Рисунок 4 - Влияние содержания люпиновой муки в смеси на степень разжижения теста ДО)

Таблица 1 - Фаринографические параметры теста из смесей пшеничной и люпиновой муки

Содержание люпиновой муки в смеси с пшеничной мукой высшего сорта, % Время образования теста DDT, мин Устойчивость теста к замесу S, мин Степень разжижения теста через 10 мин после старта DS, ЕФ Степень разжижения теста через 12 минут после максимума DS(ICC), ЕФ Показатель качества фаринографа FQN, мм

0 2:27 7:36 42 60 71

5 5:18 9:02 25 50 106

10 4:49 7:07 36 62 90

15 5:20 5:13 52 80 80

25 5:18 3:58 49 87 75

Время образования теста возрастает при увеличении содержания люпиновой муки в смеси. Для образца с добавлением 25 % люпиновой муки взамен пшеничной муки время образования теста составляет 5 минут 18 с, что более чем в два раза превышает время образования теста для контрольного образца. Это, в первую очередь, связано со снижением в каждом последующем образце количества клейковины. При этом возрастает длительность гомогенизации компонентов смеси. Кроме того, белковая и углеводная фракции люпиновой муки, вероятно, требуют увеличения времени для гидратации, ввиду повышенной водопоглоти-тельной способности.

Устойчивость теста к замесу при добавлении малого количества люпиновой муки (5 %) демонстрирует рост, однако при анализе образцов теста с большим содержанием люпино-вой муки показатель устойчивости теста к замесу снижается. Это связано с изменением структуры белковой фракции образцов. При внесении люпиновой муки в размере 5 % белковые фракции люпиновой и пшеничной муки вкупе образуют устойчивый каркас. Однако при

увеличении белковой фракции люпиновой муки баланс нарушается и, как следствие, устойчивость теста к замесу снижается.

Показатель качества фаринографа (рисунок 5) - величина, интегрирующая все реологические показатели прибора, в нее входят характеристики формирования теста, устойчивость теста к замесу и степень его разжижения [13]. Чем выше этот комплексный показатель, тем лучше качество теста.

При исследовании образцов с добавлением люпиновой муки установлено, что наибольшее значение показателя качества фарино-графа соответствует образцу с добавлением люпиновой муки взамен пшеничной в количестве 5 %. Однако следует отметить, что внесение любого количества люпиновой муки в смесь взамен пшеничной (до 25 %) способствует повышению показателя качества фаринографа.

Люшшовая мука, %

Рисунок 5 - Влияние содержания люпиновой

муки в смеси на показатель качества фаринографа

Таким образом, внесение в смесь с пшеничной мукой высшего сорта люпиновой муки отразилось на всех реологических показателях качества теста. Так, увеличилась водопо-глотительная способность теста, вырос показатель качества фаринографа, увеличилось время образования теста. Кроме того, при исследовании образцов смесей с небольшим содержанием люпиновой муки обнаружены снижение степени разжижения теста, а также рост устойчивости теста к замесу.

Исходя из вышеизложенного, можно рекомендовать вносить в смесь до 10 % люпи-новой муки взамен пшеничной муки высшего сорта. При этом реологические показатели качества теста практически не ухудшатся. Следует также отметить, что внесение 5 % люпиновой муки улучшает ряд реологических характеристик теста в сравнении с контрольным образцом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пащенко, Л. П. Технология хлебобулочных изделий / Л. П. Пащенко, И. М. Жаркова. - М.: Колос, 2008. - 389 с.

2. Пищевая ценность люпина и направления использования продуктов его переработки / Е. И. Сизенко, А. Б. Лисицын, Л. С. Кудряшов, А. В. Растя-пина // Все о мясе. - 2004. - №4. - С. 34-40.

3. Применение люпиновой муки в технологии хлеба / Ю. Н. Труфанова, О. М. Романова, Е. В. Гончарова, Е. М. Вострикова, И.А. Никитин // Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности. Материалы III Международной научно-практической конференции. - 2015. - С. 114-118.

4. Штеле, А. Л. Белый люпин - новый белковый корм для высокопродуктивной птицы / А. Л. Штеле // Птицеводство . - № 10. - 2013. С. 27-33.

5. Strakova, E. Nutritional Composition of Seeds of the Genus Lupinus / E. Strakova, P. Suchy, V. Vecerek, V. Serman, N. Mas, M. Juz // Acta Vet. Brno. - 2006. -75. P. - 489-493.

6. Gladstones, J. S. Lupins as Crop Plants. Field Crop Abstracts. - 1970. - 23. - P. 123-148.

7. Belski, R. Effects of lupin-enriched foods on body composition and cardiovascular disease risk factors: a 12-month randomized controlled weight loss trial / R. Belski, T. A. Mori, I. B. Puddey, S. Sipsas, R. J. Woodman, T. R. Ackland, L. J. Beilin, E. R. Dove, N. B. Carlyon, V. Jayaseena, J. M. Hodgson // International Journal of Obesity. - 2011. - Vol. 35. - № 6. - Р. 810 -819.

8. Dapcevic Hadnadev, T. The Role of Empirical Rheology in Flour Quality Control / T. Dapcevic Hadnadev, M. Pojic, M. Hadnadev, A. Torbica // Wide Spectra of Quality Control. - 2011. - P. 335-360.

9. Пирогов, А. Н. Инженерная реология. Учебное пособие / А. Н. Пирогов, Д. В. Доня. - Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2004. - 110 с.

10. Серебреникова, Е. С. Исследование процесса поглощения влаги семенами белого люпина при иммерсионном увлажнении / Е. С. Серебреникова, Л. В. Анисимова, В. Е. Бондаренко // Ползунов-ский вестник. - 2017. - № 4. - С. 52-56.

11. Franco, T. T. Characterization of storage cell wall polysaccharides from Brazilian legume seeds and the formation of aqueous two-phase systems / T. T. Franco, N. R. Rodrlgues, G. E. Serra, V. R. Panegassl, M. S. Buckeridge // Journal of Chromatography B, 680.

- 1996. - P. 255-261.

12. Mohamed, A. A. Nonstarchy polysaccharide analysis of cotyledon and hull of Lupinus albus / A. A. Mohamed, P. Rayas-Duarte // Cereal Chemistry. - 1995.

- 72(6). - P. 648-651.

13. Diosi, G. Role of the farinograph test in the wheat our quality determination / G. Diosi, M. More, P. Sipos Acta Univ. Sapientiae, Alimentaria. - 2015. - № 8. - P. 104-110.

Анисимова Людмила Витальевна,

к.т.н., доцент, доцент кафедры ТХПЗ ФГБОУ ВО АлтГТУ им. И.И. Ползунова, тел.: 8 (3852) 29-07-55, e-mail: anislv@mail.ru.

Серебреникова Екатерина Сергеевна, аспирант кафедры ТХПЗ ФГБОУ ВО АлтГТУ им. И.И. Ползунова, тел.: 8 (3852) 29-07-55, e-mail: silver.775594@mail.ru.

Бондаренко Вадим Евгеньевич, магистрант кафедры ТХПЗ ФГБОУ ВО АлтГТУ им. И.И. Ползунова, тел.: 8 (3852) 29-07-55, e-mail: kailxy1995@mail.ru.

Басов Василий Юрьевич, начальник лаборатории ООО «КДВ Яшкинская мельница», тел.: 8-913-429-34-43, e-mail: v.basov@kdvm.ru.