Технічні науки

УДК 664.66.022.3

Іваненко Костянтин Миколайович

кандидат технічних наук, доцент

Чернігівський національний технологічний університет

Иваненко Константин Николаевич

кандидат технических наук, доцент

Черниговский национальный технологический университет

Ivanenko Konstantin

Candidate of Engineering Sciences, Docent

Chernihiv National University of Technology

Дрєєва Оксана Владиславівна

студентка

 Чернігівського національного технологічного університету

Дреева Оксана Владиславовна

 студентка

Черниговского национального технологического университета

Drieieva Oksana

Student of the

 Chernihiv National Technological University

ДОСЛІДЖЕННЯ МАКАРОННИХ ВИРОБІВ ТА РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА З ПІДВИЩЕНОЮ ХАРЧОВОЮ ЦІННІСТЮ, А САМЕ З ДОДАВАННЯМ БОРОШНА АМАРАНТА

ИССЛЕДОВАНИЕ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА С ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТЬЮ, А ИМЕННО С ДОБАВЛЕНИЕМ МУКИ АМАРАНТА

RESEARCH OF MACARONI PRODUCTS AND DEVELOPMENT OF PRODUCTION TECHNOLOGY WITH IMPROVED FOOD VALUE, AND EXACTLY WITH ADDITION OF AMARANT FIOUR

Анотація. У роботі представлена тема доцільності збагачення макаронних виробів за допомогою збагачуючих добавок та підвищення харчової цінності. Наведені приклади дії добавки на організм людини. Також в роботі приведені розрахунки рецептури макаронних виробів за умови введення збагачуючої добавки, а саме амаранту. Зроблені аналіз та розрахунки показників якості отриманих макаронних виробів при внесенні збагачуючої добавки з різним відсотковим додавання до рецептури.

Ключові слова: макаронні вироби, якість макаронних виробів, збагачуючі добавки, глютен, амарант.

Аннотация. В работе представлена ​​тема целесообразности обогащения макаронных изделий с помощью обогащающей добавки и повышения пищевой ценности. Приведенные примеры действия добавки на организм человека. Также в работе приведены расчеты рецептуры макаронных изделий при условии введения обогащающей добавки, а именно амаранта. Проведены анализ и расчеты показателей качества полученных макаронных изделий при внесении обогащающей добавки с различным процентным соотношением в рецептуре.

Ключевые слова: макаронные изделия, качество макаронных изделий, обогащающие добавки, глютен, амарант.

Summary. The paper presents the topic of expediency of enriching pasta with the help of enriching additives and improving the nutritional value. Examples of the effect of the additive on the human body. The paper also presents calculations of the formulation of pasta, subject to the introduction of enriching additives, namely amaranth. The analysis and calculations of the quality of the resulting pasta when making enriching additives with different percentages in the recipe.

Key words: pasta, quality of pasta, enriching additives, gluten, amaranth.

Постановка проблеми. В процесі розвитку харчової хімії штучні харчові добавки поступово витіснили більшу частину натуральних добавок. Це призвело до того, що асортимент продуктів із вмістом натуральних складових значно зменшився. Проте в останній час спостерігається тенденція щодо розширення асортименту таких товарів. Постійно розробляються нові рецептури, в спектр натуральних харчових добавок додаються нові природні складники. Таким чином питання щодо розширення асортименту є дуже актуальним, оскільки разом із новими складовими до продуктів харчування вносяться нові корисні властивості, які раніше не були їм притаманні. Це допомагає зробити продукти щоденного споживання більш корисними та наділити їх властивостями, які позитивно впливають на здоров’я та самопочуття людини.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Основним завданням харчової промисловості України є забезпечення населення харчовими продуктами високої якості, підвищеної харчової цінності, в достатньому асортименті. В останні десятиліття фахівці та науковці харчової галузі значну увагу приділяють розробленню продуктів профілактичного, оздоровчого та дієтичного призначення. Продукти для дієтичного харчування призначені для споживання людьми з певними захворюваннями. Особливої дієти потребують хворі на цукровий діабет, фенілкетонурію, целіакію. Створення таких продуктів передбачає збагачення їх певними харчовими інгредієнтами чи, навпаки, виключення інших. У разі розроблення дієтичних продуктів для хворих на целіакію, яка є генетичним захворюванням, необхідне повне виключення з них білка глютену. Глютен міститься в пшениці, житі, ячмені та інших злакових і входить до складу клейковини – основного структуро-утворювального компонента пшеничного борошна при виробництві хліба, макаронних виробів, борошняних кондитерських виробів [20].

Перспективним джерелом харчового білка ряд науковців вважають зерно амаранту Amaranthus L. Останнім часом насіння амаранту все частіше і частіше називають «зерном XXI століття», оскільки його насіння за вмістом поживних речовин цінніші, ніж пшениця. Відомо близько 90 видів амаранту. Важливе значення у харчуванні амарант має завдяки високому вмісту білка, жиру, харчових волокон, мінеральних речовин і вітамінів [9].

Проводяться дослідження щодо включення у рецептури макаронних виробів амарантового цільнозмеленого борошна (ТУ 9293-006-18932477-2004 «Борошно амарантове цільнозмолоте»). Харчова цінність у 100 г борошна амаранта, г: білків — 9,5, жирів — 2,1, клітковини — 6, вуглеводів — 67,8, у тому числі крохмалю — 68, моно- і дицукридів — 3. А також вітамінів В6, Е, А, В1, В2, В4 (холін), С, D, залізо, фосфор, калій, магній, кальцій, мідь, сквален. Енергетична цінність 100 г амарантового борошна складає 344 ккал.

Великий обсяг робіт зі створення безглютенових макаронних виробів здійснений російськими науковцями [7].

Метою даної роботи є дослідження фізико-хімічних та органолептичних властивостей макаронних виробів при внесенні в них в якості натуральної добавки борошна амаранту; визначення оптимального дозування добавки на основі результатів дослідження.

Також підвищення якості і харчової цінності макаронних виробів з використанням нетрадиційної сировини. Ця сировина буде давати змогу не дуже впливати на ціну макаронних виробів та буде розрахована для споживання всіх категорій населення навіть з генетичними чи спадковими захворюваннями (безглютенові вироби). Також нетрадиційна сировина в вигляді борошна амаранту буде розрахована для підприємств з малою потужністю. На малопотужних пресах є можливість швидко змінювати технологічні режими, переходити з одного асортименту на інший, гнучкіше реагувати на замовлення торговельної мережі.

Виклад основного матеріалу. Макаронні вироби виготовляють з борошна, яке не містить найважливіші вітаміни, мінеральні речовини і незамінні амінокислоти. Тому «рослинна сировина для макаронних виробів повинна бути збалансована комплексом харчових інгредієнтів, які б сприяли формуванню високих смакових якостей і лікувально-профілактичних властивостей отриманих виробів». Одним з рішень задачі збагачення макаронних продуктів біологічно активними речовинами є застосування композицій з борошна, що володіє високим вмістом вітамінів і мінеральних речовин. Спільне застосування борошна пшеничного з амарантовим стане сприяти збільшенню харчової цінності макаронних продуктів майже по всім незамінним умовам харчування і дасть можливість відрегулювати зміст деяких найважливіших інгредієнтів в вироблених виробах [6].

Розроблення технології безглютенових макаронних виробів з амарантового борошна потребує вивчення його технологічних властивостей як сировини макаронного виробництва, пошуку структуроутворювачів для забезпечення високої якості виробів, обґрунтування їх дозувань, способів підготовки і внесення, дослідження закономірностей перебігу технологічних процесів і їх впливу на якість напівфабрикатів і готових виробів. Тому розроблення технології макаронних виробів з амарантового борошна, яка б була адаптована до вітчизняних умов виробництва, є актуальним завданням макаронної промисловості України.

Поліпшення самопочуття, як фізичного, так і психічного, а також запобігання або скорочення частоти виникнення хвороби, вважаються основними аспектами, що дозволяють зараховувати вже наявні або новостворювані продукти харчування в групу продуктів функціонального харчування [19].

Популярність амарантових виробів, харчової продукції, одержуваної з цієї рослини, збільшується в усьому світі. Зокрема, ринок амарантових безглютенових продуктів за останні кілька років зріс майже в два рази, про що свідчить те що в деякі продукти харчування почали додавати амарант. «Безглютенові продукти — сегмент ринку хлібопродуктів, який найбільше розвивається».

Пошук нових технологій і нових видів їжі переслідували кілька років тому співробітники Кубанського державного технологічного університету Н.А. Шмалько, І.І. Уварова, Ю.Ф. Росляков, які підготували науковий матеріал про те, як амарантове борошно може виступати в якості антиоксидантної добавки для макаронних виробів. Адже вже багато років провідне місце серед різних біологічно активних речовин займають природні антиоксиданти, серед яких виділяється бета-каротин. Бета-каротин — це провітамін А [26]. Він — найважливіший функціональний інгредієнт. Тому незамінний в раціоні профілактичного харчування. Що обумовлено його особливими властивостями — бета-каротин істотно сповільнює процеси окислення жирних кислот, які входять до складу ліпідів, тим самим проводиться руйнування вже наявного перекису жирних кислот. Добова потреба організму людини у вітаміні А становить 1-2,5 мг. Потреба у вітаміні А зростає в тих чи інших ситуаціях. Зокрема, більше зазначеної добової норми вітаміну А необхідно:

• при вагітності;
• при лактації і годуванні грудьми;
• при різних недугах кишечника;
• при захворюваннях підшлункової залози;
• при різних хворобах печінки і жовчовивідних шляхів.

В останні роки здійснюється випуск водорозчинних форм бета-каротину, які використовуються у виробництві продуктів харчування. Зокрема, вказується, що водорозчинні форми бета-каротину забезпечують стійке забарвлення продуктів харчування, яке здатне зберігатися протягом тривалого часу.

В даній статті опишемо дослідження впливу властивостей амарантового борошна на макаронні вироби. Проведемо оцінку макаронів при додаванні амаранту в кількості 5, 10, 15% до маси пшеничного борошна відносно контролю та відобразимо результати показників в вигляді зведених таблиць. Для повноцінної оцінки якості проведемо ряд досліджень:

1. Дослідження борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна. Внесення отриманих результатів показників якості в вигляді порівняльної таблиці;
2. Дослідження напівфабриката та готових виробів з додаванням амарантового борошна в співвідношенні 5, 10, 15% до маси пшеничного борошна.

Дослідження властивостей амарантового борошна

Для того щоб визначити органолептичні показники, вологість, кислотність та кількість та якість сирої клейковина амарантового борошна з метою правильного вибору режиму замісу тіста та порівняти їх з показниками макаронного борошна проведемо наступні дії: органолептичні показники визначимо за допомогою сенсорного аналізу та ГОСТ; вологість визначаємо термічним методом у сушильній шафі СЕШ-3М, кислотність визначаємо по «бовтанці», а також визначимо кількість та якість сирої клейковини та водопоглинаючу здатність борошна.

Визначення органолептичних показників якості борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна

Сировину, що використовується для виробництва макаронних виробів, підрозділяють на основну і додаткову. Основною сировиною для виробництва макаронних виробів служить макаронне борошно з твердої пшениці (дурум) для макаронних виробів ГОСТ 12307-66; борошно з м’якої склоподібної пшениці за ГОСТ 26574 – 85; борошно пшеничне хлібопекарське за ГОСТ 26574 – 85; борошно вищого ґатунку (крупка), відбирається при хлібопекарському помелі по ГОСТ Р 52189-2003 з високим вмістом клейковини хорошої якості.

Борошно, що використовується в макаронному виробництві, не повинно містити в значних кількостях вільні амінокислоти, редукуючі цукри, і мати активну поліфенолоксідазу (тирозинази), що викликає потемніння кольору і погіршення якості готових виробів.

Згідно з вище сказаного заносимо дані органолептичних показників до таблиці 1.

Таблиця 1

Зведена таблиця органолептичних показників якості пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна

Визначення вологості у сушильній шафі СЕШ – 3М борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна.

Вологість борошна – найважливіший показник її якості, відповідно до якого розраховується кількість води для замісу тіста. Вологість хлібопекарського борошна відповідно до стандарту не більше 15%. Всі розрахунки на харчових підприємствах ведуть на базисну вологість борошна, рівну 14,5%. Визначення вологості борошна здійснюється згідно ГОСТ 9404 повітряно-тепловим методом, що полягає в зневодненні борошна в повітряно-тепловому шафі СЕШ-ЗМ при фіксованих параметрах температури і тривалості сушіння. Отримані результати вносимо до табл. 2.

Таблиця 2

Вологість борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна.

Визначення кислотності по «бовтанці» борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна.

Кислотність борошна характеризує тривалість зберігання борошна. Кислотність хліба регламентується стандартами, тому на харчових підприємствах необхідно перевіряти кислотність кожної партії отриманого борошна. Визначення кислотності борошна по бовтанці здійснюють згідно з ГОСТ 27493 титруванням гідроксидом натрію всіх кислотореагуючих речовин борошна. Отримані результати заносимо до табл. 3.

 Таблиця 3

Кислотність борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна

Визначення кількості і якості сирої клейковини борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна

Клейковина пшениці складається з білків, званих глютеніну і гліадин (90%), ліпідами (8%) і вуглеводами (2%). Гліадин – це розчинна в спирті фракція клейковини і містить велику частину продуктів, які є токсичними для людей з генетичною схильністю. Також викликає підвищену проникність кишечника (бере участь в розробці аутоімунних захворюваннях – рак, інфекції і алергії). Інші злаки, завдяки своїй таксономічній близькості, містять токсичні гомологічні пептиди: ячмінь (гордеїн), жита (сеналіни), овес (aveninas) і їх різновиди та гібриди, такі як камут і тритикале. Всі ці білки все разом називаються клейковини.

Клейковина несе відповідальність за приготування пшеничного борошна, оскільки вона містить її в великих кількостях. Глютеніни надають еластичність тісту, так що, коли воно розтягнуто, має тенденцію відновлювати свою первинну форму. Гліадин стабілізує внутрішньо молекулярними дисульфідними зв’язками і забезпечує липкість до маси і в той же час відповідальний за її еластичність. Вміст сирої клейковини та її якість обов’язково визначають для кожної партії борошна, яка поступає на виробництво. Якість клейковини характеризується кольором, еластичністю, розтяжністю і пружністю. Клейковина вищих сортів, як правило має більш світлий колір і більшу ступінь гідратації чим клейковина низьких сортів.

На кількість і якість клейковини в зерні пшениці впливають:

1. сортові особливості;
2. умови вирощування і збирання врожаю;
3. несприятливі впливи, яких зазнає зерно при зберіганні і обробці (підвищена вологість, підвищені температури сушіння, пошкодження клопом-черепашкою, проростання);
4. умови відмивання; температура води, її склад, час відлежування.

Зерно сильних пшениць повинно відповідати таким вимогам:

• Клейковини більше – 28 %
• Скловидність не менше – 60 %
• Якість клейковини не нижче 1 групи.

Виконавши це дослідження отримані результати заносимо до табл. 4.

Таблиця 4

Якість сирої клейковини борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна

Таблиця 5

Кількість сирої клейковини борошна пшеничного вищого ґатунку, макаронного борошна з твердих сортів пшениці та амарантового борошна

 Дослідження напівфабрикату та макаронних виробів з амарантового борошна

В процесі проведення низки досліджень були отримані результати досліджень по напівфабрикату та макаронним виробам, які зведені до таблиці 6.

Таблиця 6

Показники якості напівфабрикату та макаронних виробів з додаванням амарантового борошна в розмірі 5, 10, 15% від маси борошна

Висновки з даного дослідження. На підставі проведених досліджень впливу амарантового борошна на якість виробів, технологічні та фізико-хімічні процеси під час виготовлення макаронних виробів одержали такі результати:

1. Встановлено, що борошно амаранта сприяє поліпшенню якості макаронних виробів за показниками тримання форми до та після варіння та варильними властивостями (часу варіння, збільшення маси та об’єму). Найкращий поліпшуваний ефект досягається при внесенні амарантового борошна знаходиться в межах 10-15 % до маси борошна. Доведена можливість використання для поліпшення якості макаронних виробів із хлібопекарського борошна амарантового борошна яке проявляється в покращенні стану поверхні виробів та міцності.
2. Встановлено, що під час тістоприготування амарантове борошно сприяє утворенню дрібнокрихтуватого тіста, при цьому швидкість пресування та продуктивність пресу буде знижуватись завдяки зниженню міцності системи та утворенню більш пластичного тіста.
3. Показано, що амарантове борошно сприяє зменшенню водо-поглинальної здатності тіста що призводить до зниження ступеня розрідження тіста та економії води на заміс.
4. Одержані розрахунки процесу приготування макаронного тіста та встановлено його оптимальні параметри для виробів амарантового борошна: дозування борошна більше 5% менше 10 % до маси борошна, вологість тіста 35-36%
5. Встановлено що вироби після варіння з додаванням 10% та 15% мали більш пружну консистенцію, краще тримали форму.

 Література

1. ДСТУ 7043:2009 Вироби макаронні.
2. Казенкова Н.К. Изменение варочных характеристик макаронных изделий под влиянием комплексных многофункциональных добавок // Хранение и переработка сельхоз сыръя. 2002. № 10.
3. Волочков, А. Производство макаронных изделий с использованием альтернативного сырья / А. Волочков, Г. Осипова // Хлебопродукты. 2008. №2. С. 38–39.
4. Волощук, Г. Влияние овощных порошков на качество макаронных изделий / Г. Волощук, В. Манк, В. Юрчак // Хлебопродукты. 2005. №12. С. 44–46.
5. Гатько, Н.Н. Использование овощных пюре в производстве теста для лапши / Н.Н. Гатько, И.Р. Раззаков, У. Усубакунов, М. Ибраев // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2006. №1. С. 61–62.
6. Юрчак В.Г. Наукове обґрунтування та розроблення технології макаронних виробів поліпшеної якості та профілактичного призначення шляхом використання нетрадиційної сировини і харчових добавок: Автореф. дис. Д-ра техн. наук. К., 2003. 40 с.
7. Цвет макаронных изделий и пути его улучшения / Н.К. Казенкова, Т.И. Шнейдер, М.А. Калинина и др. // Хлебопечение России. 2000. № 5. С. 18.
8. Еремин Ю.Н. Перспективные продукты питания с бета-каротином / Ю.Н. Еремин, В.В. Зырянов // Пищевая промышленность. 1996. №6. С. 21.
9. Иванова, Т.Н. Товароведение и экспертиза зерномучных товаров: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Тамара Николаевна Иванова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. С. 254–263.
10. Казеннова, Н.К. Сохранность йода в макаронных изделиях / Н. Казённова, А. Сердечкина, А. Грошев // Хлебопродукты. 2006. №11. С. 41–42.
11. Казеннова, Н.К. Пути улучшения качества макаронных изделий / Н.К. Казенова, М.А. Калинина, Т.И. Шнейдер // Хлебопечение России. 2000. №3. С. 27.
12. Казенова, Н.К. Комплексные улутшители макаронных изделий / Н.К. Казенова, Р.Д. Поландова // Хлебопечение России. 2002. №4. С. 30–31.
13. Корячкина, С.Я. Способ производства макаронных изделий из нетрадиционного сырья / С.Я. Корячкина, Г.А. Осипова // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2006. № С. 33–35.
14. Корячкина, С.Я. Нетрадиционные источники белка в производстве макаронных изделий повышенной биологической ценности / С.Я. Корячкина, Г.А. Осипова // Известия ВУЗво. Пищевая технология. 2007. №5–6. С. 36–37.
15. Никулина, Г. Облепиховый шрот для хлебобулочных и макаронных изделий / Г. Никулина, Г. Иванова // Хлебопродукты. 2006. №6. С. 40–42.
16. Перковец, М.В. Новые ингредиенты для функциональных хлебобулочных и макаронных изделий – натуральные пробиотики // Пищевые ингредиенты, сырье и добавки. 2008. №1. С. 38–39.
17. ГОСТ Р 51865-2002 “Вироби макаронні. Загальні технічні умови”.
18. Терентьева Е.Амарант — растение прошлого и будущего // В мире растений. 2003. № 10.
19. Железнов А. В. Амарант — хлеб, зрелище и лекарство// Химия и жизнь. 2005. № 6. С. 56-61.
20. Стрижев А.Амаранты // Наука и жизнь. 1979. № 11. С. 159-160.
21. The Oxford Companion to Food / Alan Davidson, Tom Jaine. — Oxford University Press, 2014. — ISBN 978-0-19-104072-6.