Теоретические и практические аспекты создания безглютеновых продуктов питания на основе повышенной биодоступности сырья
На правах рукописи
ШНЕЙДЕР ДАРЬЯ ВЛАДИМИРОВНА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ БЕЗГЛЮТЕНОВЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ПОВЫШЕННОЙ БИОДОСТУПНОСТИ СЫРЬЯ Специальность: 05.18.01 – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва – 2012 2 ФГБОУ ВПО Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского доктор технических наук, профессор,
Научный консультант:
Цыганова Татьяна Борисовна доктор технических наук, профессор, Официальные генеральный директор оппоненты:
ООО «Протеин Плюс» Красильников Валерий Николаевич доктор технических наук, профессор, заместитель директора по науке ГНУ НИИ кондитерской промышленности Савенкова Татьяна Валентиновна доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой ФГБОУ ВПО Кабардино-Балкарская Государственная сельскохозяйственная академия имени В.М. Кокова, Джабоева Амина Сергоевна НОУ ДПО «Международная промышленная
Ведущая организация:
академия»
Защита состоится «15» марта 2013 года в 1100 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г.
Разумовского по адресу: 109029, Москва, ул. Талалихина, д. 31, ауд. 36.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ имени К.Г. Разумовского.
Отзывы высылать по адресу: 109004, г. Москва, ул. Земляной вал, д. 73.
Автореферат разослан «» _ 2013 г.
Учёный секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02, кандидат технических наук, доцент Конотоп Н.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Одним из приоритетных направлений государ ственной политики РФ в области здорового питания населения на период до года является создание продуктов питания, которые призваны удовлетворить фи зиологические потребности организма человека в пищевых веществах и энергии.
Макаронные, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия являются одной из составляющих рациона питания населения, однако при заболеваниях связанных с наследственным генезом не всем можно употреблять в пищу такие изделия, к этим заболеваниям относятся фенилкетонурия и целиакия (глютеновая энтеропатия).
Фенилкетонурия – это наследственное генетическое заболевание, при котором необходимо исключать из рациона питания злаковые культуры из-за присутствия аминокислоты фенилаланина в белке. При фенилкетонурии отсутствует актив ность печеночного фермента фениламин-4-гидролазы, который катализирует пре вращение фенилаланина в тирозин, из-за чего образуются токсичные соединения, ведущие к снижению интеллекта. Целиакия – наследственное заболевание, связан ное с нарушением пищеварения, вызванное повреждением ворсинок тонкой кишки пищевыми продуктами, которые содержат определённый белок – глиадин (глютен) в пшенице и близкими к нему белками злаковых культур в ржи - сека лин, ячмене – гордеин, овсе - авенин.
Для полноценного физического развития и повышения качества жизни насе ления с этими заболеваниями им необходимо соблюдение диеты, то есть употреб ление в пищу низкобелковых и безглютеновых продуктов. Анализ данных литера туры, патентной информации, а также отечественный и зарубежный опыт показали необходимость разработки инновационных технологий производства низкобелко вых и безглютеновых продуктов, таких как макаронные изделия, мучные кондитер ские и хлебобулочные изделия, которые бы отличались большей биодоступностю для лучшего усвоения продукта при нарушенной функции пищеварения. По дан ным Всемирной Гастроэнтерологической Организации (World Gastroenterology Or ganization;
WGO), распространённость целиакии 1:300 человек. По данным Мин здрава и Росстата России, всего на 2011 г. зарегистрировано 2900 человек с заболе ванием фенилкетонурия, поэтому при разработке низкобелковых продуктов целесо образно учитывать, чтобы они были, в том числе и безглютеновые.
Этой проблеме посвящены работы отечественных и зарубежных учёных: В.Н Красильникова, И.П. Гаврелюк, К.С. Ладодо, Е.А. Рославцева, И.В. Матвеевой, Л.И.
Кузнецова, Fabio Dal Bello (Италия), Elke K. Arendt (Швейцария), Eimear Gallagher (США).
Работа выполнена в рамках плана национальной системы стандартизации Рос сийской Федерации в период с 2006 по 2012 гг. и программы международной стандартизации в период с 2010 по 2012 гг.
Цель исследований. Разработать теоретические и практические аспекты со здания безглютеновых продуктов питания на основе повышенной биодоступности сырья.
В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи:
сформировать системы матриц пищевой ценности растительного сырья на ос нове его классификации по содержанию пищевых веществ и разработать модель формирования пищевой ценности безглютеновых продуктов;
разработать способ получения безглютенового сырья повышенной биодоступ ности;
разработать рациональные технологии производства безглютеновых ма каронных изделий повышенной биодоступности;
разработать рецептуры и технологии смесей для выпечки повышенной биодоступности;
разработать инновационные технологические приемы и рецептуры без глютенового печенья повышенной биодоступности;
разработать аспекты единого формирования рецептур безглютеновых про дуктов, в том числе повышенной биодоступности;
разработать нормативную и техническую документацию и экономически обосновать эффективность разработанных технологий;
провести промышленную апробацию результатов исследования и внедрение.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Теоретические модели формирования пищевой ценности низкобелковых и безглютеновых продуктов, на основе систем матриц пищевой ценности раститель ного сырья и его классификации по содержанию пищевых веществ в т.ч. глиадина, на основе удовлетворения суточной потребности в пищевых веществах.
2. Способ получения безглютенового сырья повышенной биодоступности для производства макаронных и кондитерских изделий и смесей для выпечки.
3. Рациональные параметры замеса, прессования макаронного теста и сушки макаронных изделий из безглютенового сырья повышенной биодоступности.
4. Принципы формирования рецептурного состава безглютеновых смесей для выпечки, обеспечивающее качество хлебобулочных изделий 5. Инновационные технологические решения производства мучных кондитер ских изделий повышенной биодоступности, на основе подбора рецептурных ком понентов и кинематической вязкости теста.
6. Аспекты единого формирования рецептур безглютеновых продуктов повы шенной биодоступности, определяющие необходимые условия для повышения ка чества жизни населения с фенилкетонурией и целиакией.
Научная концепция. В основу научного решения проблемы разработки теоре тических и практических аспектов создания безглютеновых пищевых продуктов на основе биодоступности сырья положен комплексный подход, предусматривающий формирование теоретической модели пищевой ценности растительного сырья, разработ ку способов получения безглютенового сырья повышенной биодоступности и пищевой ценности, технологий производства безглютеновых макаронных, мучных кондитерских изделий и смесей для выпечки хлеба на основе качественных показателей и оценки био доступности и разработки аспекта единого формирования рецептур безглютеновых продуктов повышенной биодоступности, определяющего необходимое условие для повышения качества жизни населения с фенилкетонурией и целиакией.
Научная новизна.
Разработана и экспериментально подтверждена модель формирования пище вой ценности безглютеновых продуктов на основе систем матриц пищевой ценно сти растительного сырья и его классификации по содержанию пищевых веществ в т.ч. глютена, с целью подбора и составления сырьевых композиций для создания безглютенового сырья повышенной биодоступности.
Выявлена зависимость прироста инфузорий Tetrahymena pyriformis от накопленных продуктов ферментативной трансформации белков и углеводов под действием собственных протеолитических и амилолитических ферментов зерна, активируемых в процессе его замачивания и прорастания, и позволяющая судить (свидетельствующая) о повышеннии биодоступности сырья.
Установлены взаимосвязи между длительностью проращивания зёрен и из менением их химического состава, которые заключается в увеличении содержания редуцирующих и общих сахаров, в снижении спирторастворимой фракции и накоплении солерастворимой фракции белков, подтверждённой повышением био доступности. Обоснованы композиции безглютеновых пророщенных и размоло тых зерен, как элемента рационального питания и разработан способ получения безглютенового сырья повышенной биодоступности для производства макарон ных, кондитерских изделий и смесей для выпечки.
Обоснованы рациональные параметры замеса, прессования макаронного те ста и сушки макаронных изделий из безглютенового сырья повышенной биодоступ ности, позволяющие получить макаронные изделия стабильного качества с низким содержанием сухих веществ в варочной воде и высоким коэффициентом упругости.
Выявлено, увеличение биодоступности сваренных макаронных изделий, по срав нению с разработанным сырьем, в следствии температурной и механической обра ботки теста, которая приводит к клейстеризации гранул крахмала и тепловой дена турации белка, что также обусловливает плотную микроструктуру макаронных из делий, характерную для традиционных макаронных изделий.
Разработаны принципы формирования рецептурного состава безглютеновых смесей для выпечки на основе кукурузного крахмала, позволяющие оптимизиро вать соотношения структурообразователей и разрыхлителей за счет синергизма их действия, с дальнейшим введением муки повышенной биодоступности в различ ных соотношениях с целью расширения ассортимента хлеба. Выявлены рацио нальные соотношения кукурузного крахмала и муки повышенной биодоступности на основе критериев качества хлеба, в т.ч. сенсорных дескрипторов, приводящие к увеличению биодоступности без снижения его качества.
Разработаны и экспериментально обоснованы инновационные технологиче ские приемы производства мучных кондитерских изделий из разработанной «Рисо вой» смеси для выпечки, заключающиеся в разработке технологических парамет ров замеса теста, приводящие к такой кинематической вязкости теста, которая обеспечивает формование тестовых заготовок и сохранение их формоустойчиво сти при выпечке. Для расширения ассортимента подобраны рецептурные компо ненты, позволяющие изменить вкусовые дескрипторы, и выявлены взаимосвязи между содержанием кокосового масла, сахара и прочностью печенья, обеспечива ющие стандартное качество продукта и стабильность его при транспортировании.
Разработаны аспекты единого формирования рецептур безглютеновых продук тов повышенной биодоступности на примере макаронных изделий, позволяющие сформировать рецептуру и технологическую карту производства, на основе состав ленных систем матриц пищевой ценности сырья, рациональных параметров произ водства макаронных изделий с учетом потерь при производстве и приготовлении.
Разработанные аспекты позволяют изготавливать макаронные изделия повышен ной биодоступности с заданным химическим составом, с целью увеличения ассор тимента таких изделий, которые определяют необходимые условия повышения ка чества жизни населения с фенилкетонурией и целиакией.
Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований разработаны следующие технологии, технологические схемы, рецептуры произ водства:
безглютенового сырья повышенной биодоступности (ТИ 9195-014 17629737);
макаронных изделия «Кукурузные», «Рисовые», «Гречневые» (ТИ и РЦ 9149-001-17629737, ТИ и РЦ 9149-011-17629737;
новизна подтверждена пат.
2446708 РФ №2010146282, свид. 2012613201 Р Ф №2012610923);
макаронных изделий «Безбелковые» (ТИ и РЦ 9149-006-17629737;
новизна подтверждена пат. 2446708 РФ №2010146282, свид. 2011612439 РФ № 2011610629);
смеси для выпечки «Кукурузная», «Рисовая», «Гречневая», «Безбелковая» (ТИ и РЦ 9195-002-17629737, ТИ и РЦ 9195-013-17629737;
новизна подтверждена свид. 015414 Евразийская патентная организация №201100200 и свид. Евразийская патентная организация №2011001714);
печенья «Сахарное», «Цветочная смесь», «Гармония», «Солёное» (ТИ и РЦ 9131-007-17629737).
Разработаны и утверждены технические условия на новые виды безглютено вых пищевых продуктов: макаронные изделия «Кукурузные», «Рисовые», «Греч невые» (ТУ 9149-001-17629737, ТУ 9149-011-17629737);
макаронные изделия «Безбелковые» (ТУ 9149-006-17629737);
смесь для выпечки «Кукурузная», «Рисо вая», «Гречневая», «Безбелковая» (ТУ 9195-002-17629737, 9195-013-17629737);
печенье «Сахарное», «Цветочная смесь», «Гармония», «Солёное» (ТУ 9131-007 17629737).
Выполнены планы национальной стандартизации Российской Федерации и программы международной стандартизации: ГОСТ Р 54656-2011 «Изделия мака ронные с обогащающими добавками. Общие технические условия», ГОСТ Р 52000-2010 «Изделия макаронные. Термины и определения», проект ГОСТ Р «Из делия макаронные низкобелковые. Общие технические условия», проект ГОСТ Р «Изделия макаронные инстантные. Общие технические условия», проект ГОСТ «Изделия макаронные. Метод определения глиадина».
Результаты работы апробированы и внедрены и вырабатываются серийно на следующих предприятиях: ОАО «Омская макаронная фабрика» (г. Омск);
ОАО «Кормиловская мельница» (п.г.т. Кормиловка, Омская обл.), ООО «Макарон Сервис» (г. Москва).
Расчет экономической эффективности показал, что себестоимость разрабо танных пищевых продуктов повышенной биодоступности значительно ниже им портных.
Материалы, вошедшие в диссертацию, использованы при разработке учебно практических пособий по дисциплинам «Технология макаронных изделий», «Фи зико-химические основы макаронного производства», «Технология диетических изделий» и «Технохимический контроль макаронных изделий» кафедры «Техно логия хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств имени Н.П.
Козьминой» Московского государственного университета технологий и управле ния имени К. Г. Разумовского, при чтении лекций на курсах повышения квалифи кации экспертов Регистра Системы Сертификации Персонала Госстандарта..
Апробация работы. Результаты настоящей работы доложены и обсуждены на: специализированном деловом форуме «Современные технологии и оборудова ние в пищевой промышленности» в рамках выставки «Агропродмаш» (г. Москва, 2008 г.);
XII международной научно-практической конференции «Стратегия раз вития пищевой промышленности» (г. Москва, 2006 г.);
международной научной конференции студентов и молодых учёных «Живые системы и биологическая без опасность населения» (г. Москва, 2006 г.);
научно-практических конференциях «Наукоёмкие и конкурентоспособные технологии продуктов питания со специ альными свойствами» (г. Углич, 2007-2009 гг.);
конференции-конкурсе научно инновационных работ молодых учёных и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (г. Москва, 2007 г.);
международ ной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и мака ронные изделия» (г. Москва, 2008 г.);
III Всероссийском Технологическом форуме «Инновационные технологии и оборудование пищевой промышленности» (г.
Москва, 2008 г.);
II Международной научной конференции памяти В.М. Горбатова «Тенденции и перспективы развития инновационных и информационных техноло гий перерабатывающей промышленности» (г. Москва, 2008 г.);
XIV Международ ной выставке «Современноё хлебопечение» (г. Москва, 2008, 2009 гг.);
первой научно-практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (г. Москва, г.);
III Международном технологическом форуме «Инновационные технологии и оборудование пищевой промышленности» (г. Москва, 2008 г.);
Международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов XXI века» (г. Москва, 2009 г.);
AACC international Annual Meeting (Baltimore, Maryland, USA, 2009г., Hollywood, Florida, USA, 2012 г.);
III Международной конференции «Индустрия пищевых ин гредиентов» (г. Москва, 2009 г.);
Международной научно-практической конферен ции «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже ХХI века» (г. Москва, 2009 г.);
IV Всероссийской научно-практической конференции (г. Бийск, 2010 г.);
IV Конфе ренции молодых учёных и специалистов институтов отделения «Хранения и пере работки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии «Научно инновационные технологии как основа продовольственной безопасности Россий ской Федерации» (г. Москва, 2010 г.);
Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи «Управление инновациями в торговле и обще ственном питании» (г. Кемерово, 2010 г.);
IV Международной научно практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологи ях» (г. Пятигорск, 2010 г.);
VII Международной научно-практической конферен ции «Пища, экология, качество» (г. Новосибирск, 2010 г.);
Всероссийской научно практической конференции «Принципы пищевой комбинаторики – основа моде лирования поликомпонентных пищевых продуктов» (г. Углич, 2010 г);
III Межву зовской научно-практической ежегодной конференции «Новые технологии и ин новационные разработки» (г. Тамбов, 2010 г.);
II Научно-практической конферен ции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия ХХI века» (г. Красно дар, 2011 г.);
Всероссийской конференции с международным участием «Иннова ционные технологии в пищевой промышленности» (г. Самара, 2011 г.);
Х Между народной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пи щевой промышленности» (г. Минск, 2011 г.);
IV Международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов ХХI века» (г. Москва, 2011 г.);
V Междуна родной научно-практической конференции «Современное состояние и перспекти вы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2011 г.);
IFT Annual Meeting (New Orleans, LA, USA, 2011 г.);
Международной научно-практической интернет конференции (г. Тернополь, 2011 г.);
VIII Между народной конференции «Торты, вафли, печенье, пряники – 2012» (г. Москва, г.);
The First North аnd East European Congress on Food NEFood – 2012 (St. Peters burg, 2012 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 82 научных труда, в том числе 15 в рецензируемых журналах, получено 3 патента на изобретение, в том числе 2 еврозийских и 2 свидетельства о государственной регистрации на про граммы.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их анализа, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа из ложена на 328 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 73 рисунка.
Список литературы включает 379 наименований, в том числе 49 иностранных ис точников. В приложении приведены разработанные при участии автора нацио нальные стандарты, технологические инструкции и другие документы, подтвер ждающие практическое использование результатов исследований.
Материалы диссертационной работы являются обобщением научных иссле дований, проведённых с 2006 по 2012 гг. лично автором и/или при его непосред ственном участии в качестве руководителя или ответственного исполнителя.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1 Обзор литературы Проведен анализ литературы отечественных и зарубежных авторов и патентов по теме исследования. Приведены данные Всемирной Гастроэнтерологической Организации (World Gastroenterology Organization;
WGO) по потребности в без глютеновых продуктах по всему миру и по отдельным странам. Проанализирова ны данные по разработке безглютеновых продуктов. Отмечено, что для производ ства безглютеновой продукции необходимо сырьё, не содержащее в своем составе глиадин. Изучены требования Codex Stan по безглютеновому питанию и контролю содержания глютена в пищевых продуктах. Отмечено, что для производства без глютеновых продуктов необходима разработка инновационных технологий про дуктов питания на основе использования безглютенового сырья повышенной био доступности.
2 Материалы и методы исследований При проведении исследований использовались образцы кукурузного крахма ла, зёрна риса, кукурузы, гречихи, люпина и чечевицы. В качестве пищевых доба вок были использованы цитрат натрия, гуаровая камедь, ксантановая камедь, пек тин, карбонаты натрия и калия, кокосовое масло, соль, сахар, дрожжи, шоколад ные капли термостойкие, начинка плодово-ягодная термостабильная.
В работе применяли как общепринятые, так и специальные методы исследо ваний. Массовую долю белка определяли по ГОСТ 10846;
фракционный состав белка – методом Осборна;
содержание редуцирующих сахаров – по методу Бер трана;
содержание клетчатки – методом Кюршнера и Ганека;
содержание йода – по ГОСТ Р 52689, витаминов В1 и В2 в макаронных изделиях – методом инверси онной вольтамперометрии на полярографе СТА, витамин РР – по ГОСТ 29140.
Макаронные изделия вырабатывались в лабораторных условиях на макарон ном прессе «La Monferina», а также на тестораскаточной машине с насадкой для формования лапши. Качество макаронных изделий оценивали по ГОСТ Р 52377.
Объём хлеба был определён в соответствии с технохимическим контролем хлебо пекарного производства. Печенье вырабатывали по разработанной технологии.
Качество печенья оценивали по показателям: содержание влаги – по ГОСТ 5900;
намокаемость – по ГОСТ 10114;
массовая доля сахара – по ГОСТ 5903. Реологиче ские свойства макаронных изделий, хлебного мякиша и печенья определяли на приборе структурометр НПО «Радиус» по разработанным методикам по показате лям упругости (Н1-Н2), пластичности (Н1), коэффициенту упругости ((Н1-Н2)/Н1) и по прочности (F). Цветовые характеристики безглютеновых продуктов опреде ляли на колориметре Conika Minolta в системе L*a*b*;
содержание глютена опре деляли иммуноферментным методом, основанным на связывании глиадина специ фическими мышиными моноклональными антителами, мечеными пероксидазой.
Сенсорную оценку проводили в соответствии с ИСО 6658 методом присвоения рейтинга и начисления баллов с применением дескриптивного анализа результа тов. Микроструктуру изделий определяли на микроскопе Geol GSM-5300LV при увеличении в 1000 раз. Биодоступность определяли на инфузориях Tetrahymena pyriformis. Планирование эксперимента, оптимизацию технологических парамет ров и рецептур, обработку экспериментальных данных проводили с помощью компьютерных программ Excel for Windows и STATISTIKA 6.
3 Результаты исследований и их анализ Работа выполнена в испытательной аккредитованной лаборатории ООО «Макарон-Сервис», в лабораториях кафедры «Технология хлебопекарного, мака ронного и кондитерского производств имени Н.П. Козьминой» МГУТУ имени К.Г.
Разумовского и института синтетических и полимерных материалов РАН, а также на предприятиях: ОАО «Омская макаронная фабрика» (г. Омск), ОАО «Кормилов ская мельница» (п.г.т. Кормиловка, Омская обл.), ООО «Макарон-Сервис» (г.
Москва).
Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам всех перечис ленных подразделений за содействие, оказанное в проведении исследований.
Структурная схема исследований приведена на рисунке 1.
3.1 Формирование системы матриц пищевой ценности сырья на основе его классификации по содержанию пищевых веществ и разработка модели формирования пищевой ценности безглютеновых продуктов При формировании системы матриц пищевой ценности сырья и разработки модели формирования пищевой ценности безглютеновых продуктов учитывали особенность превращений фенилаланина и глиадина белка.
Основным метаболическим превращением фенилаланина у человека является ферментативное гидроксилирование этой аминокислоты с образованием тирозина под действием ферментного комплекса фенилаланин-4-гидроксилазой (рисунок 2).
Теоретические и практические аспекты создания безглютеновых продук тов питания на основе повышенной биодоступности сырья Анализ химического состава сырья и выявле Формирование системы матриц пищевой ние недостатков с точки зрения сбалансиро ценности сырья на основе его классифика- ванности питания ции по содержанию пищевых веществ и разработка модель формирования пищевой ценности безглютеновых продуктов Разработка аспектов единого формирования рецептур безглютеновых продуктов, в том числе повышенной биодоступности Разработка направлений формирования пище вой ценности безглютеновых продуктов из зернового сырья Изучение влияния длительности проращива ния на изменение пищевой ценности и биодо ступности безглютенового сырья Разработка технологии получения безглю тенового сырья повышенной биодоступно Составление соотношений пророщенных и сти размолотых зерен из зернового сырья Разработка технологической схемы изготов ления сырья повышенной биодоступности Разработка рецептуры и технологии сме сей для выпечки хлеба повышенной био доступности Разработка рациональной технологии Оптимизация комплекса структурообразо- производства безглютеновых макарон вателей и разрыхлителей ных изделий повышенной биодоступно сти Разработка рецептур и технологии произ водства смесей для выпечки Разработка рациональных технологических параметров замеса и прессования безглю теновых макаронных изделий Разработка технологических режимов суш Разработка инновационной технологии и ки безглютеновых макаронных изделий рецептуры безглютенового печенья по вышенной биодоступности Разработка технологии производства Исследование влияние способа формования безглютенового печенья на микроструктуру макаронных изделий Оптимизация рецептур и разработка безглютенового печенья Разработка нормативной и технической документации. Экономическое обоснование эффективности разработанных технологий Промышленная апробация, внедрение Рисунок 1 – Структурная схема исследований Превраще ние фенилаланина в тирозин необхо димо для удаления избытка фенил аланина из орга Рисунок 2 – Ферментативное гидроксилирование фенилала низма. При нина с образованием тирозина наследственном заболевании фенилкетонурией превращение фенилаланина в ти розин нарушено в связи со снижением активности фенилаланин-4-гидроксилазы.
В организме активируются побочные пути обмена фенилаланина, и происходит накопление его токсичных производных (фенилэтиламин, фенилпируват, фенил лактат), которые отсутствуют в норме. Их избыток вызывает нарушение метабо лизма липидов в головном мозге и приводит к снижению интеллекта.
Рисунок 3 – Протекание побочных путей обмена фенилаланина С развитием целиакии обычно связывают глиадин (глютен) – проламин пше ницы, который повреждает ворсинки кишечника. Глиадин имеет остатки амино кислот, состоящие из глутамина (gln), пролина (pro) и ароматических аминокислот фенилаланина (phr) и тирозина (tyr), а триггерами целиакии являются тетрапеп тидные последовательности, например -gln-gln-gln-pro-, -gln-gln-pro-phr-. Прола мины зерна пшеницы, ржи и ячменя устойчивы к протеолитическим ферментам желудочно-кишечного тракта, что связано, с высоким содержанием остатков глю тамина и пролина, которое ведет к неполному разложению этих белков во время пищеварения.
При выборе основного и дополнительного сырья при создании безглютено вых продуктов важно учитывать содержание в них глютена и руководствоваться Codex Alimentarius 118. В соответствии с этим Кодексом к безглютеновым про дуктам относятся продукты с содержанием глютена менее 20 мг/кг продукта.
Именно этот показатель и стал «фильтром» при формировании систем матриц сы рья. По результатам проведённой работы сформированы системы матриц пищевой ценности сырья на основе его классификации по содержанию пищевых веществ и глютена, определяемого иммуноферментным методом. Было установлено, что зерновым безглютеновым сырьём являются рис, кукуруза и гречиха.
Для формирования системы матриц безглютенового сырья проводили работу по следующим направлениям:
- анализировали химический состав сырья, в том числе и на содержание глиа дина и выявляли недостатки с точки зрения сбалансированности питания;
- разрабатывали направления формирования пищевой ценности безглютено вых продуктов из зернового сырья.
При формировании безглютеновой продукции придерживались теории сба лансированного питания. В соответствии с данными МР 2.3.1.2432-08 и AACC International о сбалансированном питании и суточной потребности организма в пищевых веществах и энергии, сбалансированный по пищевой ценности продукт должен содержать основные пищевые вещества в следующих процентных соот ношениях: 13% белка, 14% жира, 60% углеводов и 5 % пищевых волокон. Анализ данных химического состава зернового сырья показал, что основные пищевые ве щества в нем содержатся в следующих соотношениях: 7,6 % белка, 1,6% жира, 80% углеводов и 2,7% пищевых волокон. Таким образом, можно сделать вывод, что зерновое сырье характеризуется большим содержанием углеводов и низким содержанием белков, жиров, пищевых волокон. Также было отмечено, что оно со держит количество витаминов и минеральных веществ, не удовлетворяющее су точную потребность. Было предложено два направления формирования безглюте новых продуктов с определенным химическим составом (рисунок 4):
A. снижение содержания белка для создания низкобелковых продуктов (с со держанием белка менее 1% в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078), основным сырьем для его производства должен являться крахмал, которые могли бы употреблять в питании при фенилкетонурии;
B. увеличение содержания белка, не содержащего глиадин, до приближения со отношения пищевых веществ к сбалансированному.
Для приближения соотношения пищевых А веществ в низкобелко вых и безглютеновых продуктах к сбаланси Б рованному было пред ложено обогащать их пищевыми волокнами, минеральными веще ствами и витаминами.
Жир не использовали Рисунок 4 – Модель формирования пищевой ценности для обогащения, так низкобелкового (А), безглютенового (Б) продуктов как увеличение содер жания жира будет приводить к сокращению срока хранения разрабатываемого продукта. Анализ пищевой ценности зернового и бобового сырья показал, что ни одно сырье не удовлетворяет 15% от норм физиологической потребности организ ма в витаминах и минеральный веществах. Таким образом, для получения безглю тенового продукта, обогащённого минеральными веществами и витаминами, необходимо использовать витаминно-минеральные препараты. Что, в свою оче редь, может быть причиной пищевой аллергии. Поэтому витаминно-минеральные препараты не использовали при создании безглютеновых пищевых продуктов.
В результате проведённой работы сформирована система матриц пищевой ценности безглютенового сырья. На основании химического состава основного сырья, в т.ч. числе глютена были выбраны три зерновые культуры, не содержащие глютен: рис, кукуруза и гречиха. Установлена целесообразность разработки без глютеновых продуктов с химическим составом, приближенным к сбалансирован ному. Предложена модель формирования пищевой ценности безглютеновых про дуктов.
3.2 Разработка безглютенового сырья, повышенной биодоступности и пищевой ценности При разработке безглютенового сырья повышенной биодоступности и пище вой ценности руководствовались тем, что зерновое сырьё должно иметь высокое содержание белка и пищевых волокон при низком содержании жира, что, в свою очередь, должно обеспечивать длительное хранение безглютеновых продуктов. По этому в качестве дополнительного сырья были выбраны люпин и чечевица. Из вестно, что при проращивании происходит активация ферментов, которые расщеп ляют крахмал и белок, переводят их в водорастворимую форму. Крахмал – в декс трины и мальтозу, а белок – в пептиды и аминокислоты. Поэтому для повышения биодоступности зерно подвергали проращиванию.
Исследования проводили в несколько этапов: изучали влияние длительности проращивания на изменение пищевой ценности и биодоступности зёрен риса, ку курузы, гречихи, люпина и чечевицы;
составляли соотношения пророщенных и размолотых зерен риса, кукурузы, гречихи с люпином и чечевицей для получения сырья повышенной биодоступности и пищевой ценности.
Исследование количества и качества белка выбранного зернового сырья пока зало, что содержание белка в рисе составляло 7,4%, в кукурузе – 7,7%, в гречихе – 8,1%, в люпине – 30% и в чечевице – 24%. При этом доля проламина в рисе и гре чихе составляла 2-3% от общего белка, а в кукурузе 50-60%. Фракционный состав белка люпина представлен водорастворимой и солерастворимой фракцией, чече вицы – в основном водорастворимой. При этом спирторастворимая фракция белка люпина и чечевицы составляла в среднем 0,4% и 0,3% соответственно.
При проращивании зерно замачивали в течение 3-х часов для достижения им влажности 30-36% и активизации действия ферментов. Проращивание проводили в течение 5-ти суток при температуре 18С и барботировании воздухом. Проращива ние зерен заканчивали через 16, 24, 48, 72 и 120 часов. При анализе пророщенного зерна было отмечено увеличение солерастворимой фракции белка и снижение спирторастворимой фракции, при этом количество водорастворимой и щелочерас творимой фракций оставалось неизменным. Также был отмечен рост содержания клетчатки, редуцирующих и общих сахаров. Таким образом, в процессе проращи вания за счёт действия ферментов в зёрнах риса, кукурузы, гречихи, люпина и че чевицы происходило накопление легкоусвояемых пищевых веществ, таких как со лерастворимые белки и сахара. Критерием длительности проращивания культур была выбрана биодоступность продукта. Биодоступность определяли на инфузори ях Tetrahymena pyriformis. Результаты исследований приведены на рисунке 5. Как видно из представленных на рисунке 5 данных в процессе проращивания биодо ступность зерна повышается.
Коэффициент прироста инфузорий цельносмолотое замоченное замоченное (16 пророщенное (24 пророщенное (48 пророщенное (72 пророщенное ( часов ) часа) часов ) часа) часов ) ВОДА РИС КУКУРУЗА ГРЕЧИХА ЛЮПИН ЧЕЧЕВИЦА Рисунок 5 – Изменение биодоступности зерна в процессе проращивания При этом наибольшее повышение биодоступности (на 56% и на 22% соответ ственно) отмечено у люпина и чечевицы через 48 часов проращивания по сравне нию с зерном, которое не подвергалось проращиванию (цельносмолотое).
Биодоступность риса, кукурузы, гречихи после 48 часов проращивания увели чивалась на 8,69%, 6,25% и 10% соответственно. Также было отмечено, что биодо ступность зерна снижалась после замачивания и начинала свой рост при проращи вании. При увеличении длительности проращивания более 48 часов биодоступ ность начинала снижаться. Таким образом, длительность проращивания зерна для обеспечения максимальной биодоступности составляла 48 часов. Вероятно, это свя зано с тем, что в первые 48 часов проращивания идёт интенсивное расщепление белка и крахмала. Спустя 48 часов проращивания начинается формирование зелё ной части растения, и в этом процессе начинают задействоваться сахара и амино кислоты.
Пророщенные зёрна подсушивали до влажности 14% и размалывали на мель нице «Buhler» до полного прохода через сито с размером ячеек 500 мкм. Далее бы ли составлены соотношения пророщенных и размолотых зёрен кукурузы, гречихи, риса с пророщенными и размолотыми зёрнами люпина и чечевицы, чтобы содер жание белка в образцах безглютенового сырья составляло 10-15%, а пищевых воло кон – 4-6%, для получения безглютенового сырья повышенной биодоступности и пищевой ценности, что соответствовало требованиям Всемирной Гастроэнтероло гической организации. Для достижения заданной пищевой ценности безглютеново го сырья составляли композиции из пророщенных и размолотых зерен, которые брали в следующих соотношениях: рис и люпин – 80:20;
рис и чечевица – 80:20;
кукуруза и люпин – 80:20;
кукуруза и чечевица – 80:20;
гречиха и люпин – 90:10;
гречиха и чечевица – 86:14. Пищевая ценность рисовой, кукурузной и гречневой муки в соответствии с таблицами химического состава и калорийности российских продуктов питания, а также полученных композиций безглютенового сырья пред ставлены в таблице 1. Все разработанные композиции безглютенового сырья имели содержание белка более 10%. Композиции безглютенового сырья с люпином отли чались более высоким содержанием белка и пищевых волокон. Кроме этого, компо зиции безглютенового сырья с люпином имели более высокое содержание калия, кальция, магния и фосфора по сравнению с образцами безглютенового сырья с че чевицей, а также более высокое содержание витаминов В1, В2 и РР.
Таблица 1 – Пищевая ценность рисовой гречневой и кукурузной муки и компози ций безглютенового сырья Образцы муки Композиции безглютенового сырья из:
Пищевые Риса и Риса и Кукуру- Кукуру- Гречихи Гречихи и вещества Куку- Гречне- люпина чечеви- зы и зы и че- и люпи- чечевицы Рисовая рузная вая цы люпина чевицы на (80:20) (80:20) (80:20) (80:20) (90:10) (86:14) 7,4 7,2 13,6 12,2 10,9 12 10,7 15,4 15, Белки, г 0,6 1,5 1,2 0,5 1,1 2,4 1,5 0,8 0, Жиры, г Усвояемые 80,2 72,1 71,9 64,9 74,3 58,7 68,1 65,5 69, углеводы, г Пищевые 2,3 4,4 2,8 4,8 4,2 6,5 5,9 4,0 4, волокна, г Минеральные вещества, мг 22,0 7,0 3,0 19,06 29,2 6,9 17,1 3,5 10, Na 50,0 147,0 130,0 234,92 70,5 314,1 149,7 215,6 134, K 20,0 20,0 42,0 75,39 34,3 75,5 34,4 68,4 49, Ca 30,0 30,0 48,0 62,43 30,7 62,6 30,8 62,9 46, Mg 119,0 109,0 250,0 195,62 175,7 188,0 168,1 277,3 273, P 1,3 2,7 4,0 1,46 3,5 2,6 4,6 3,9 5, Fe Витамины, мг В1 (тиа 0.06 0,35 0,40 1,47 0,15 1,71 0,39 1,10 0, мин) В2 (рибо 0.03 0,13 0,18 0,19 0,05 0,27 0,13 0,30 0, флавин) РР (ниа 1.40 1,80 3,10 4,90 1,5 5,23 1,83 4,70 2, цин) Так как цвет макаронных, хлебобулочных и мучных кондитерских изделий яв ляется одним из определяющих показателей качества, была проведена оценка цвета разработанных композиций безглютенового сырья (рисунок 6) по цветовым показа телям в сиcтеме L*a*b*. Как видно из данных, приведенных на рисунке 6, компо зиции безглютенового сырья из риса, кукурузы и гречихи с люпином имели более жёлтый и светлый оттенок, что обусловлено наличием в люпине каротиноидных пигментов. При этом значение а* не уходило в отрицательную область, что свиде тельствовало об отсутствии зелёного оттенка цвета.
Композиции безглютенового сырья из риса, кукурузы и гречи хи с чечевицей обладали более тёмным оттенком с более низки Значения L*a*b* ми значениями L* и b*, значение а* композиций безглютенового сырья с рисом и кукурузой ухо дило в отрицательную область, что было причиной зелёного от - Рис и люпин Рис и Кукуруза и Кукуруза и Гречиха и Гречиха и тенка а* композиций. Таким об (80:20) чечевица люпин чечевица люпин чечевица (80:20) (80:20) (80:20) (90:10) (86:14) разом, использование люпина при L* a* b* Рисунок 6 – Цветовые показатели разрабо- производстве безглютенового сы танных образцов безглютенового сырья рья позволило получить компози ции безглютенового сырья более привлекательные по цветовым показателям, с бо лее высоким содержанием белка и пищевых волокон.
Была составлена технологическая схема производства сырья повышенной биодоступности (рисунок 7).
Рисунок 7– Технологическая схема производства сырья повышенной биодо ступности В бункер (1) засыпается зерно и заливается вода. В этом бункере зерно набу хает в течение трёх часов при температуре 18оС. Далее замоченное зерно помеща ется в бункер для проращивания (2), где оно проращивается в течение 48 часов. В процессе проращивания по воздуховодам (3) в бункер для проращивания подаётся воздух. В процессе проращивания в бункере поддерживается температура 18оС.
После 48 часов проращивания зерно помещают в сушильные камеры (4), где оно высушивается при температуре 60оС до влажности 13-14%. Далее высушенное зерно подаётся на мельницу (5), и затем размолотое зерно подаётся в смеситель (6), где уже размолотое зерно кукурузы, или риса, или гречихи смешивается с раз молотым зерном люпина в установленном соотношении 80:20.
Таким образом, в процессе проращивания зерна установлено увеличение со держания редуцирующих и общих сахаров, клетчатки, солерастворимой фракции белка;
определена длительность проращивания зёрен для достижения максималь ной биодоступности в течение 48 часов. Разработано безглютеновое сырьё с повы шенной биодоступностью и пищевой ценностью («Рисовая», «Кукурузная» и «Гречневая» мука), полученное путём проращивания в течение 48 часов зёрен риса, кукурузы, гречихи и люпина, дальнейшего их размалывания по отдельности и смешивания в определённых соотношениях.
3.3 Разработка рациональной технологии безглютеновых макаронных изде лий повышенной биодоступности По литературным источникам, качество макаронных изделий определяют клейковинные белки. Именно они обеспечивают технологические параметры фор мования макаронных изделий, форму после формования и варки макаронных из делий. Технологии, разработанные Fabio Dal Bello (Италия), Elke K. Arendt (Швей цария), Eimear Gallagher (США) при формовании макаронных изделий из сырья, не содержащего клейковину, предусматривают предварительную клейстеризацию этого сырья.
Задачей настоящего раздела была разработка рациональной технологии про изводство безглютеновых макаронных изделий из безглютенового сырья повы шенной биодоступности. Задачу решали в несколько этапов: разрабатывали рацио нальные технологические параметры замеса и прессования безглютеновых мака ронных изделий;
разрабатывали технологические режимы сушки безглютеновых макаронных изделий;
изучали влияние способа формования на микроструктуру макаронных изделий.
Для разработки рациональных технологических параметров замеса и прессо вания безглютеновых макаронных изделий проводили двухфакторный экспери мент. В качестве факторов выбрали влажность и температуру теста в предматрич ной камере. Температуру в шнековой камере создавали подачей воды в водяную рубашку шнековой камеры. Работу проводили для безглютеновых макаронных из делий из кукурузного крахмала, «Рисовой», «Кукурузной» и «Гречневой» муки.
Критериями выбора рациональных технологических параметров являлись ко эффициент упругости полуфабриката и количество сухих веществ, перешедших в варочную воду. Как установлено в работе [80], для достижения удовлетворитель ного качества макаронных изделий, коэффициент упругости полуфабриката дол жен быть не ниже 0,8, а количество сухих веществ, перешедших в варочную воду не более 6%. Анализ поверхностей отклика зависимостей коэффициента упруго сти у полуфабриката и содержания сухих веществ, перешедших в варочную воду, от влажности и температуры теста, показал, что для формирования коэффициента упругости полуфабриката более 0,8 и сухого вещества, перешедшего в варочную воду менее 6%, температура теста при прессовании или вода для замеса теста должна быть более 80, 80 и 75С для кукурузного крахмала, «Рисовой» и «Куку рузной» муки соответственно. Температура теста и воды для замеса теста не ока зывает влияние на свойства полуфабриката из «Гречневой» муки. Влажность теста из кукурузного крахмала, «Кукурузной» муки должна лежать в диапазоне 34-35% при прессовании теста и 36-37% при раскатке теста;
из «Рисовой» муки не должна превышать 34% при прессовании и 36% при раскатке. Влажность теста из «Греч невой» муки должна лежать в диапазоне 37-38% при прессовании теста и 38-39% при раскатке теста. При разработке технологических режимов сушки макаронные изделия из кукурузного крахмала, «Рисовой», «Кукурузной» и «Гречневой» муки высушивали в шкафных сушилках при температурах 40С, 60С и 80С. Относи тельная влажность воздуха составляла 75, 80 и 85% соответственно для обеспече ния равновесной влажности макаронных изделий 13%.
Анализ макаронных изделий, высушенных при разных технологических па раметрах, показал, что температура сушки макаронных изделий из «Кукурузной» и «Рисовой» муки не должна превышать 40С. Макаронные изделия из «Рисовой» и «Кукурузной» муки после сушки при 80С трескались в процессе стабилизации, которая проводилась при температуре 30С и относительной влажности 75%. Тем пература сушки макаронных изделий из крахмала и «Гречневой» муки может до стигать 60С без ухудшения их качества в процессе стабилизации. При построении кривых сушки безглютеновых макаронных изделий установлена длительность вы сушивания изделий из безглютенового сырья, которая составила для макаронных изделий из кукурузного крахмала 410 минут, из «Кукурузной» муки – 560 минут, из «Рисовой» муки – 510 минут, из «Гречневой» муки – 450 минут.
Разработанные технологические схемы производства безглютеновых мака ронных изделий приведены на рисунке 8.
1 А Б В Г А Б В Г Не бо Влажность те 34-35 34-35 37-38 36-37 Не более 36 36-37 38- Влажность теста, % лее 34 ста, % Длительность заме- Длительность 10-15 10-15 10-15 10-15 10-15 10-15 10-15 10- са, мин замеса, мин 0,8-1 0,8-1 0,8-1 0,8-1 - - - Вакуум, МПа Вакуум, МПа Не ме- Температура Температура воды в 80-85 75 30-40 80 80 75 воды для замеса шнековой камере, С нее теста, С Относительная Относительная влажность су 80 75 75 80 80 75 75 влажность сушиль шильного воз ного воздуха, % духа, % Температура су- Температура 60 40 40 60 60 40 40 шильного воздуха, сушильного С воздуха, С Длительность суш- Длительность 410 510 560 450 410 510 560 ки, мин сушки, мин Рисунок 8 – Технологическая схема производства безглютеновых макаронных изделий путем прессования (1) и раскатки (2) из кукурузного крахмала (А), «Рисовой» муки (Б), «Кукурузной» муки(В) и «Гречневой» муки (Г) Далее была изучена микроструктура макаронных изделий, полученных раз личными способами формования. Макаронные изделия, произведенные из безглю тенового сырья по разработанным технологиям, имели плотную микроструктуру (рисунок 9). Анализ микроструктуры макаронных изделий из кукурузного крахма ла показал, что гранулы крахмала полностью прошли стадию клейстеризации и на сколе изделия имеют монолитную структуру без четко выраженных гранул. У ма каронных изделий из «Рисовой» муки мелкие гранулы крахмала покрыты белко выми веществами. В микроструктуре макаронных изделий из «Кукурузной» муки чётко просматриваются гранулы крахмала округлой формы, заключенные в белко вую матрицу. При этом наиболее плотная микроструктура отмечена у макаронных изделий из «Гречневой» муки за счет наиболее разветвленной белковой матрицы.
А Б В Г Рисунок 9 – Микроструктура прессованных макаронных изделий из кукурузного крахмала (А), «Рисовой» муки (Б), «Кукурузной» муки (В) и «Гречневой» муки (Г) (увеличение 1:1000) Была изучена микроструктура макаронных изделий из безглютенового сырья, отформованных раскаткой (рисунок 10). Микроструктура макаронных изделий из «Рисовой» муки представлена «скрепными» частичками муки. У изделий из «Ку курузной» муки и кукурузного крахмала отчётливо видны неразрушенные набух шие гранулы крахмала. Микроструктура макаронных изделий из «Гречневой» муки представляет собой конгломерат белковых веществ и крахмала, плотно связанные между собой.
А Б В Г Рисунок 10 – Микроструктура раскатанных макаронных изделий из кукурузного крахмала (А), «Рисовой» муки (Б), «Кукурузной» муки (В) и «Гречневой» муки (Г) (увеличение 1:1000) Макаронные изделия из кукурузного крахмала и «Гречневой» муки характери зовались более низким значением сухих веществ, перешедших в варочную воду, по сравнению с макаронными изделиями из «Рисовой» и «Кукурузной» муки в сред нем на 2,4%.
Сравнение биодоступности сырья и макаронных изделий, полученных различ ными способами формования и произведенных по рациональным технологиям, по казало, что биодоступность макаронных изделий из «Кукурузной», «Рисовой» и «Гречневой» муки и кукурузного крахмала выше, чем у сырья (рисунок 11).
Коэффициент прироста инфузорий Кукурузный "Рисовая" мука "Ккукурузная" мука "Гречневая" мука крахмал Наименование сырья сырье макароные изделия отпрессованные макаронные изделия раскатанные Рисунок 11– Коэффициент прироста инфузорий в сырье и в макаронных изде лиях, полученных различными способами формования Таким образом, в результате проведенной работы были разработаны рацио нальные технологические параметры замеса и прессования безглютеновых мака ронных изделий. Установлено, что для формирования коэффициента упругости полуфабриката более 0,8 и сухого вещества, перешедшего в варочную воду менее 6%, температура теста при прессовании или вода для замеса теста должна быть более 80, 80 и 75С для кукурузного крахмала, «Рисовой» и «Кукурузной» муки соответственно. Температура теста и воды для замеса теста не оказывает влияние на свойства полуфабриката из «Гречневой» муки. Влажность теста из кукурузного крахмала, «Кукурузной» и «Гречневой» муки должна лежать в диапазоне 34-38%.
Влажность теста из «Рисовой» муки не должна превышать 34%. Температура суш ки макаронных изделий из «Кукурузной» и «Рисовой» муки не должна превышать 40С, а сушку макаронных изделий из кукурузного крахмала и «Гречневой» муки можно проводить при температуре 60С. Клейстеризация гранул крахмала и теп ловая денатурация белка обусловливает плотную микроструктуру макаронных из делий.
3.4 Разработка рецептур и технологии смесей для выпечки повышенной биодоступности При разработке смесей для выпечки руководствовались тем, что хлеб имеет короткий срок годности, который не позволяет его транспортировать на дальние расстояния и, в отличие от макаронных и кондитерских изделий, используется в рационе питания ежедневно. При этом приоритетным и стали его высокие потре бительские свойства. Смеси для выпечки разрабатывали в два этапа. На первом этапе осуществляли подбор комплекса структурообразователей и разрыхлителей, которые бы формировали структуру хлебного мякиша, так как в безглютеновом сырье отсутствуют клейковинные белки. Оптимизацию соотношений комплекса структурообразователей и разрыхлителей проводили на кукурузном крахмале, со держащем наименьшее количество белка. А на втором этапе разрабатывали рецеп туры смесей с «Рисовой», «Кукурузной» и «Гречневой» мукой на основе реологи ческих, физико-химических и сенсорных характеристик хлеба.
В качестве структурообразователей использовали гуаровую, ксантановую ка меди и пектин, в качестве разрыхлителей – карбонат натрия, карбонат калия и цитрат натрия. Для оптимизации соотношения структурообразователей сначала оптимизировали соотношение гуаровой и ксантановой камедей. Количество каме дей являлось варьируемым фактором. Критерием оптимизации служил объём хле ба. При производстве безглютенового хлеба замешивали тесто в течение 2-х минут в тестомесильной машине, далее делили на тестовые заготовки по 250 г и уклады вали в формы, помещали в расстойный шкаф на 90 минут при температуре 40С и относительной влажности 85-90%, и выпекали при 200С в течение 20 минут.
При внесении гуаровой и ксантановой камедей по 0,04% к массе кукурузного крахмала, то есть в соотношении 1:1 отмечен наибольший объем хлеба (рисунок 12). Далее выпекали хлеб при внесении смеси гуаровой и ксантановой камедей в количестве 0,01%, 0,02%, 0,03%, 0,04% и 0,05% к массе кукурузного крахмала.
При этом максимальный объём отмечен у хлеба со смесью гуаровой и ксантановой камедью в количестве 0,02% к массе кукурузного крахмала (рисунок 13). Для усиления действия структурообразователей и дополнительного обогащения смеси для выпечки пищевыми волокнами в комплекс структурообразователей вносили пектин. Для определения дозировки пектина выпекали хлеб с использованием гуа ровой и ксантановой камедей в соотношении 1:1 в количестве 0,02% к массе куку рузного крахмала.
Пектин использовали в количестве 0,01%, 0,02%, 0,05%, 0,1%, 0,2% и 0,3% к массе кукурузного крахмала.
Наибольший объём был отмечен у хлеба с использованием пектина в количестве 0,1%. При внесении пектина в количе стве 0,2% объем хлеба резко снижался (рисунок 14). Снижение объема хлеба при увеличении содержания структуро образователей вероятно связано со зна чительным увеличением водопоглоти Рисунок 12 – Влияние гуаровой и ксан тановой камедей на объём хлеба из ку- тельной способности кукурузного крах курузного крахмала мала и пектина.
Объем, см Объем, см 735 0 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0, 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0, Количество пектина, % Количество смеси камедей, % Рисунок 13 – Влияние смеси гуаровой Рисунок 14 – Влияние пектина на объ и ксантановой камедей на объём хлеба ём хлеба из кукурузного крахмала из кукурузного крахмала Для определения оптимального соотношения разрыхлителей карбоната натрия и карбоната калия, их количество являлось варьируемым фактором. Критерием оптимизации так же служил объём хлеба.
Наибольший объём хлеба отмечен при внесении карбоната натрия в количе стве 0,034% и карбоната натрия 0,04% к массе кукурузного крахмала, то есть в со отношении 0,85:1 (рисунок 15).
Далее выпекали хлеб при внесе нии смеси карбонатов натрия и калия в количестве 0,01%, 0,02%, 0,03% и 0,04% к массе кукурузного крахмала. При этом максимальный объём отмечен у хлеба со смесью карбонатов натрия и калия в количестве 0,02% и 0,03% (рисунок 16). В дальнейшей работе была выбрана минимальная дозировка смесей карбо Рисунок 15 – Влияние карбоната натов 0,02% к массе кукурузного крах натрия и калия на объём хлеба из куку мала. Для усиления действия разрыхли рузного крахмала телей вносили цитрат натрия в количестве 0,02%, 0,05%, 0,1% и 0,3% к массе ку курузного крахмала. Наибольший объём отмечен у хлеба с использованием цитра та натрия в количестве 0,2% (рисунок 17). При внесении цитрата натрия в коли честве 0,3% объём хлеба снижался.
О бъем, см Объем, см 776 774 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0 0.02 0.05 0.1 0. Количество цитрата натрия, % Количество карбонатов, % Рисунок 16 – Влияние смеси карбонатов Рисунок 17 – Влияние цитрата натрия на объём хлеба из кукурузного крахмала на объём хлеба из кукурузного крахма ла В результате оптимизации структурообразователей и разрыхлителей на куку рузном крахмале разработана рецептура «Безбелковой» смеси для выпечки.
Далее разрабатывали смеси для выпечки повышенной биодоступности: рисо вую смесь «РС» с «Рисовой» мукой;
кукурузную смесь «КС» с «Кукурузной» му кой;
гречневую смесь «ГС» с «Гречневой» мукой, разработанными в разделе 3.2.
При разработке смесей для выпечки «РС», «ГС» и «КС» для формирования различных вкусовых профилей и цвета в состав смеси для выпечки «Безбелковая» вносили «Рисовую», или «Кукурузную», или «Гречневую» муку взамен кукуруз ного крахмала в следующих соотношениях: 10:90;
20, 30:70, 40:60 и 50:50 соот ветственно. Контролем служил хлеб, изготовленный из смеси для выпечки «Без белковая» (К). На рисунке 18 представлены фотографии выпеченного хлеба с раз личными дозировками «Рисовой», «Кукурузной» и «Гречневой» муки, а также хлеб из смеси для выпечки «Безбелковой».
Рисунок 18 – Внешний вид хлеба с различным соотношением кукурузного крахмала и «Рисовой» муки (А), «Кукурузной» муки (Б) и «Гречневой» муки (В) в сравнении с хлебом из «Безбел ковой» смеси (К) Как видно на рисунке 18, увеличение дозировки «Рисовой», «Кукурузной» и «Гречневой» муки в смеси снижает объём хлеба по сравнению с хлебом из смеси для выпечки «Безбелковой». Мякиш становится более плотным и мелкопористым.
При увеличении дозировки «Рисовой» муки появляется более выраженный серый оттенок мякиша, «Кукурузной» муки – жёлтый, «Гречневой» муки – коричневый оттенок. При увеличении дозировки «Гречневой», «Рисовой» и «Кукурузной» му ки более 40% к массе крахмала в смеси происходит резкое ухудшение качества хлеба: мякиш становится очень мелкопористым, крошащимся. У хлеба с дозиров кой гречневой муки 50% к массе крахмала в смеси мякиш становится липким, за минающимся.
А Б В Г Рисунок 19 – Микроструктура мякиша безглютенового хлеба из «Безбелковой» смеси (А), с добавлением 40% «Рисовой» муки (Б), «Кукурузной» муки (В), «Гречневой» муки (Г) (увеличение 1:1000) Была изучена микроструктура безглютенового хлеба с «Рисовой», «Гречне вой» и «Кукурузной» мукой в количестве 40 % к массе крахмала в смеси, а также микроструктура хлеба из смеси для выпечки «Безбелковой» (рисунок 19).Как видно из рисунка 19, в хлебе из смеси для выпечки «Безбелковой» гранулы крах мала присоединены друг к другу за счёт использования структурообразователей.
Микроструктура хлеба из смеси для выпечки «РС» отличалась менее плотной структурой, в ней видны пустоты, заполненные воздухом, что, в свою очередь, объясняет больший объём хлеба из смеси для выпечки «РС». В микроструктуре хлеба из смеси для выпечки «ГС» наблюдали более равномерные гранулы крахма ла, плотно захваченные белком «Гречневой» муки. Такая же плотная структура наблюдалась и в хлебе из смеси для выпечки «КС». При изучении реологических свойств мякиша хлеба на структурометре (рисунок 20) было отмечено, что луч шими пластичными и упругими свойствами обладает мякиш рисового хлеба. Мя киш хлеба из «Безбелковой» смеси обладал меньшей пластичностью и большей упругостью, чем мякиш из смеси для выпечки «РС».
Мякиш хлеба из сме си для выпечки «КС» и «ГС» отличался меньшей упругостью и пластично стью по сравнению с мя кишем хлеба из «Безбел ковой» смеси. При этом наибольшая упруго из смеси для из смеси для из смеси для из смеси для пластическая деформация выпечки выпечки"РС" выпечки "КС" выпечки "ГС" "Безбелковой" отмечена у хлеба из «Без Н1 (пластичность), мм Н1-Н2 (упругость), мм (Н1-Н2)/Н белковой» смеси для вы Рисунок 20 – Реологические свойства мякиша хлеба печки.
Исследования цвето вых показателей мякиша хлеба из безглютеновых смесей для выпечки на ко 40 L* лориметре Konika Minolta a* b* (рисунок 21) показали, что наиболее светлый мякиш у хлеба из смеси для выпеч из смеси для из смеси для из смеси для из смеси для выпечки выпечки"РС" выпечки "КС" выпечки "ГС" "Безбелковой" ки «РС», менее светлый у Рисунок 21 – Цветовые показатели мякиша пшенич- хлеба из смеси для выпеч ного и безглютенового хлеба ки «КС» и смеси для вы печки «Безбелковой». При этом мякиш хлеба из смеси для выпечки «ГС» отличался высоким содержанием красного оттенка, а из смеси для выпечки «КС» – жёлтого.
Цвет мякиша обусловлен пигментами «Гречневой», «Кукурузной» и «Рисовой» муки, в том числе благодаря использованию люпина.
Далее опреде Коэффициент прироста инфузорий ляли биодоступ ность хлеба из раз работанных смесей для выпечки. Ре зультаты исследо ваний приведены на рисунке 22.
из смеси для из смеси для из смеси для из смеси для Как видно из выпечки выпечки"РС" выпечки "КС" выпечки "ГС" "Безбелковой" данных, представ сырье хлеб Рисунок 22– Коэффициент прироста инфузорий в сырьё и в ленных на рисунке хлебе из смесей для выпечки 22, биодоступность хлеба из смесей для выпечки «Безбелковой», «КС», «РС» и «ГС» выше по сравне нию с сырьём. При этом наибольшая биодоступность отмечена у хлеба из «РС» и «ГС», вероятно, за счёт более высокого содержания водорастворимой фракции белка.
Далее была разработана технология смешивания и транспортирования без глютеновых смесей, основанная на минимизации среднеквадратичных отклонений объёма хлеба, пластичной и упругой деформации и коэффициента упругости мя киша. При этом минимальное среднеквадратичное отклонение при 7-ми минутах перемешивания в смесителе с винтовыми лопастями и транспортировании пнев мотранспортом объёма хлеба составило 8 м3, пластичной деформации – 0,3, упру гой деформации – 0,24, коэффициента упругости – 0,05.
Таким образом, разработаны рецептуры смесей для выпечки из безглютеново го сырья на основе критериев качества хлебобулочных изделий, путём оптимиза ции рецептурных компонентов, а именно: структурообразователей и разрыхлите лей, увеличивающих объём хлеба и обеспечивающих структуру хлебному мякишу.
На основе сенсорного анализа разработаны рецептуры «РС», «КС» и «ГС» смесей для выпечки. Разработана технология смешивания смесей, обеспечивающая мини мальное среднеквадратичное отклонение объёма хлеба, пластичной и упругой де формации и коэффициента упругости мякиша.
3.5 Разработка инновационной технологии и рецептур безглютенового пе ченья повышенной биодоступности При разработке технологии и рецептур безглютенового печенья работу вы полняли по следующим направлениям: разрабатывали технологию производства безглютенового печенья на основе технологии сахарного печенья;
оптимизировали содержание кокосового масла и сахара в рецептуре безглютенового печенья;
раз рабатывали рецептуры печенья с различными сенсорными характеристиками. При решении задач настоящего раздела использовали смесь для выпечки «РС».
При отработ 0. ке технологии са 0. Расплываемость печенья, h/d харного печенья 0. 0. учитывали кине 0. матическую вяз 0. кость теста, необ 0. ходимую для про 0. 0. хождения теста 0. через отсадочную 9 9.6 9.7 9.9 10 10.6 11 11.7 12.4 13. Кинематическая вязкость, 100г/с машину и сохра нения формы от Рисунок 23 – Влияние кинематической вязкости на расплы ваемость печенья (h/d) саженного печенья в процессе выпечки. Экспериментально было установлено, что при увеличении кинематической вязкости свыше 10 100 г/с начинается расплывание тестовой заго товки (рисунок 23).
При разработке инновационных технологий было установлено, что для хоро шего формования теста через отсадочную машину ТФ 6-ОПП влажность теста необходимо увеличивать до 42% из-за большой водопоглотительной способности смеси для выпечки «РС». При этом для предотвращения налипания теста на рабо чие поверхности отсадочной машины и предотвращения расплывания тестовой за готовки перед выпечкой быстро смешивали все компоненты теста в течение 2-х минут, затем добавляли охлаждённое кокосовое масло и месили тесто 3 минуты, проводили отсадку. Печенье, выработанное по предложенной рецептуре сахарного печенья, характеризовалось низкой рассыпчатостью и недостаточной тающей кон систенцией и прочностью. При этом отмечено, что печенье, выработанное из сме си для выпечки «РС», основным компонентом которого является кукурузный крахмал, обладает специфическим выраженным вкусом и запахом крахмала.
Для получения оптимальных реологических свойств безглютенового печенья была проведена оптимизация соотношения кокосового масла и сахара в рецептуре.
При этом критерием оптимизации была выбрана его прочность, так как именно она характеризует сохранность печенья в процессе упаковывания и транспортиро вания. При этом для расширения ассортимента безглютенового печенья различно го по своим сенсорным характеристикам были разработаны рецептуры, включаю щие в себя шоколадные капли термостойкие (печенье «Гармония»), начинку пло дово-ягодную термостабильную, содержащую высокое количество пектиновых веществ, как источник пищевых волокон (печенье «Цветочная смесь»), а также пе ченье с низким содержанием сахара (печенье «Солёное»). Печенье без изменения рецептуры получило наименование «Сахарное». Шоколадные капли и начинку плодово-ягодную термостабильную вносили при замесе теста.
При оптимизации соотношения кокосового масла и сахара в рецептуре, коли чество кокосового масла и сахара являлось варьируемым фактором и варьировали от 10% до 30% к массе смеси для выпечки. Критерием оптимизации служила прочность печенья. При выборе оптимальной прочности руководствовались тем, чтобы печенье было хрупким, достаточно рассыпчатым и не ломалось. Большое значение прочности печенья сопровождалось тем, что печенье характеризовалось как не рассыпчатое и имело очень плотную и неравномерную структуру.
Б А Рисунок 24 – Зависимость прочно сти печения «Сахарное» (А), «Гар мония»(Б), «Цветочная смесь» (В) от содержания кокосового масла и сахара В Как видно из полученных экспериментальных данных (рисунок 24), опти мальное количество кокосового масла и сахара в печенье «Сахарное» составляло 20% и 22% соответственно;
в печенье «Гармония» – 25% и 30% соответственно;
«Цветочная смесь» – 15% и 20% соответственно. При разработке рецептуры пече нья «Солёное» из рецептуры убирали сахар. Количество соли вносили таким обра зом, чтобы явно ощущался вкус соли. Таким образом, количество соли составило 1,6% к массе смеси. Печенье, выработанное по разработанным рецептурам, оцени вали по показателям ГОСТ 24901: влажность, намокаемость, массовая доля сахара.
Влажность печенья составляла 4,5-6%. Наибольшая намокаемость была отмечена в печенье «Цветочная смесь», вероятно, за счёт содержания пектина, связывающего воду карбоксильными группами в плодово-ягодной начинке. Наименьшей намока емостью отличалось печенье «Солёное», предположительно, за счёт меньшей рас сыпчатости и более плотной структуры из-за отсутствия сахара в рецептуре.
При проведении сенсорного анализа безглютеновое печенье оценивали по де скрипторам: сладость, солёность, вкус, запах, цвет, вид в изломе и поверхность.
Результаты сенсорного анализа приведены на рисунке 25. Установлено положи тельное влияние термостойкой начинки и шоколадных капель на органолептиче ские показатели печенья «Цветочная смесь» и «Гармония».
Печенье «Цветочная сладость смесь» имело наилучший вид в изломе с равномер поверхность соленость ной пористостью без пу стот. Вероятно, за счёт со вид в изломе вкус держания пектина в плодо во-ягодной термостойкой начинке, который прочно цвет запах Цветочная смесь Соленое Сахарное Гармония связан с оболочками расти Рисунок 25 – Вкусовые профили безглютенового тельных клеток, препят печенья ствующих полному высво бождению пектиновых веществ и их взаимодействию с крахмалом.
Внесение шоколадных капель придало печенью выраженный вкус и аромат шоколада, золотистый цвет за счёт большего содержания в рецептуре кокосового масла и шоколадных капель, массовая доля жира в которых составляет 20%.
В результате исследований разработана инновационная технология производ ства безглютенового печенья, отличающаяся сокращением длительности замеса теста и внесением кокосового масла в конце замеса, обеспечивающим снижение налипания на рабочие поверхности отсадочной машины. Оптимизировано содер жание кокосового масла и сахара в безглютеновом печенье с различным сырьём.
Установлено, что внесение в рецептуру безглютенового печенья термостабильной плодово-ягодной начинки и шоколадных капель не только изменяет сенсорные ха рактеристики печенья, но и улучшает его структуру и физико-химические свой ства.
3.6 Разработка аспектов единого формирования рецептур безглютеновых продуктов, в том числе повышенной биодоступности Для создания безглютеновых продуктов с заданным химическим составом разрабатывали аспекты единого формирования рецептур безглютеновых продук тов. Производство безглютеновых продуктов с изменённым химическим составом имеет большую социальную значимость, так как позволяет улучшить качество жизни людей с фенилкетонурией и целиакией. Для этого была разработана про грамма расчёта рецептур, в которую вошли системы матриц, сформированные на основании таблиц химического состава и калорийности российских продуктов пи тания, и данных, полученных при исследовании химического состава сырья при ведённых в разделе 3.1. Работу проводили на примере макаронных изделий, так как при их производстве используется воздействие разных температур (сушка) и вымывание водорастворимых веществ (кулинарная обработка).
Далее исследовали изменения содержания пищевых веществ в процессе про изводства и приготовлении безглютеновых макаронных изделий. В результате ра боты установлены зависимости потери крахмала в варочной воде;
потери йода, ви таминов В1, В2 и РР в макаронных изделиях от температуры сушки и длительности кулинарной обработки;
рассчитаны коэффициенты изменения пищевых веществ в процессе производства и кулинарной обработки макаронных изделий. При исполь зовании результатов исследований была разработана программа «PRecipe», пред назначенная для создания рецептур безглютеновых продуктов с заданными значе ниями содержания пищевых веществ. Программа представляет собой приложение типа Win-32, написанное на языке Delphi-7, на основе библиотеки компонентов VCL. При этом система матриц, содержащая информацию о содержании пищевых веществ, вошла в файл программы «fBaseData». В комплексе с данной програм мой создана программа «PTimeLife», предназначенная для расчётов параметров скорости убыли элементов при сушке и кулинарной обработке на основе экспери ментальных данных. При разработке этой программы было предположено, что основным механизмом потери элементов при сушке является термический распад молекул. Вероятность такого распада определяется законом равновесного распре деления молекул по энергиям – законом распределения Больцмана.
На основании этого закона была выведена зависимость:
= exp(– ) В этой зависимости мы имеем два параметра:
– параметр с размерностью частоты «Частотный параметр». Так как время сушки измеряется в часах, то будем измерять в обратных часах (1/час).
– безразмерный параметр «Температурный параметр».
Эти параметры – температура и продолжительность – находятся в результате обработки данных, изменений содержания того или иного пищевого вещества до и после сушки при различных режимах. Обработка осуществляется с помощью специальной программы «PTimeLife». Параметры и заносятся в таблицу «Элементы Базы Данных».
Для расчета рецептуры необходимо в интерфейсе программы выбрать и за дать количественное значение пищевых веществ в разрабатываемом продукте.
Расчёт рецептуры сводится к последовательному исключению сырья с отри цательными содержаниями пищевых веществ. В результате (рисунок 26) получа ется древовидный граф (1), каждая линия которого (2) представляет некоторое решение (3). Линии со свободным концом представляют решения без отрицатель ных содержаний. Из этих решений окончательно отбирается решение с наимень шей нормой невязки. Пример такого графа представлен на рисунке 26.
Таким образом, в основу разработки аспекта единого формирования рецептур безглютеновых продуктов, в том числе по вышенной биодоступности легло формиро вание задачи Коши для системы обыкно венных дифференциальных уравнений, учитывающей потери элементов при тер мическом распаде по закону Больцмана Рисунок 26 – Граф решения про- при технологии производства пищевых граммы продуктов, которая позволяет получить безглютеновые продукты с заданным химическим составом.
3.8 Разработка нормативной и технической документации. Экономиче ское обоснование эффективности технологических решений Разработана техническая и нормативная документация на безглютеновые продукты: макаронные изделия «Кукурузные», «Рисовые», «Гречневые», «Безбел ковые» ТУ, ТИ, РЦ 9149-001-17629737, 9149-006-17629737, 9149-011-17629737;
печенье «Сахарное», «Цветочная смесь», «Гармония», «Солёное» – ТУ, ТИ, РЦ 9131-007-17629737;
смесь для выпечки «Кукурузная», «Рисовая», «Гречневая», «Безбелковая» ТУ, ТИ, РЦ 9195-002-17629737, 9195-013-17629737. Экономиче ский эффект работы составляет 1 800 000 рублей в год.
3.9 Промышленная апробация результатов исследования Апробация разработанных методологических и технологических аспектов ре гулирования качества макаронных изделий проведена на ОАО «Омская макарон ная фабрика» на оборудовании фирмы BUHLER;
ОАО «Кормиловская мельница» на оборудовании фирмы BUHLER Pavan и Tecalit;
ООО «Макарон-Сервис» на оборудовании фирм La Monferina и БИД.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Разработаны теоретические и практические аспекты создания безглютеновых продуктов питания на основе повышенной биодоступности сырья.
1. На основании химического состава основного сырья, в т.ч. глютена, сфор мирована система матриц пищевой ценности безглютенового сырья. Выбраны три зерновые культуры, не содержащие глютен: рис, кукуруза и гречиха. Установлена целесообразность разработки безглютеновых продуктов с химическим составом, приближенным к рациональному. Предложена модель формирования пищевой ценности безглютеновых продуктов.
2. В процессе проращивания зерна установлено увеличение солерастворимой фракции белка и снижение спирторастворимой, а также увеличение содержания редуцирующих и общих сахаров и клетчатки. Определена длительность проращи вания зёрен для достижения максимальной биодоступности в течение 48 часов.
Разработанное безглютеновое сырьё с повышенной биодоступностью, определяе мой на приросте инфузорий Tetrahymena pyriformis, и пищевой ценностью, полу ченное путём проращивания зёрен риса, кукурузы, гречихи и люпина, дальнейшего размалывания и смешивания в определённых соотношениях, получило название «Рисовая», «Кукурузная» и «Гречневая» мука.
3. Разработаны рациональные технологические параметры замеса и прессова ния безглютеновых макаронных изделий. Установлено, что для формирования ко эффициента упругости полуфабриката более 0,8 и сухого вещества, перешедшего в варочную воду менее 6%, температура теста при прессовании или вода для замеса теста должны быть более 80, 80 и 75С для кукурузного крахмала, «Рисовой» и «Кукурузной» муки соответственно. Температура теста и воды не оказывает влия ние на свойства полуфабриката из «Гречневой» муки. Влажность теста из кукуруз ного крахмала, «Кукурузной» и «Гречневой» муки должна лежать в диапазоне 34 38%. Влажность теста из «Рисовой» муки не должна превышать 34%. Температура сушки макаронных изделий из «Кукурузной» и «Рисовой» муки не должна пре вышать 40С, а сушку макаронных изделий из кукурузного крахмала и «Гречне вой» муки можно проводить при температуре 60С. Установлено, что клейстериза ция гранул крахмала и тепловая денатурация белка обусловливает плотную мик роструктуру макаронных изделий.
4. Оптимизированы составы структурообразователей и разрыхлителей на осно ве критериев качества хлеба увеличивающих объём хлеба и обеспечивающих структуру хлебному мякишу. На основе сенсорного анализа разработаны рецепту ры «РС», «КС» и «ГС» смесей для выпечки. Разработана технология смешивания смесей, обеспечивающая минимальное среднеквадратичное отклонение объёма хлеба, пластичной и упругой деформации и коэффициента упругости мякиша.
5. Разработана инновационная технология производства безглютенового пече нья, отличающаяся сокращением длительности замеса теста и внесением кокосо вого масла в конце замеса, который обеспечивает снижение налипания на рабочие поверхности отсадочной машины. Оптимизировано содержание кокосового масла и сахара в безглютеновом печенье с различным сырьем. Установлено, что внесе ние в рецептуру безглютенового печенья термостабильной плодово-ягодной начинки и шоколадных капель не только изменяет сенсорные характеристики пе ченья, но и улучшает его структуру и физико-химические свойства.
6. Разработаны аспекты единого формирования рецептур безглютеновых про дуктов, в том числе повышенной биодоступности, в основу которого легло форми рование задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений, учитывающей потери элементов при термическом распаде по закону Больцмана при технологии производства пищевых продуктов, которая позволяет получить безглютеновые продукты с заданным химическим составом.
Список работ, опубликованных по материалам диссертации.
Статьи в журналах, рецензируемых ВАК 1. Шнейдер Т. И., Казеннова Н. К., Шнейдер Д. В., Казённов И. В., Сер дечкина А. А. ГОСТ Р Изделия макаронные. Методы идентификации (проект национального стандарта) // Хлебопродукты. – 2007. – № 7. – С. 38-40.
2. Шнейдер Т. И., Казеннова Н. К., Шнейдер Д. В. Разработка нацио нального стандарта на муку для макаронных изделий // Хлебопродукты. – 2007. – № 4. – С. 48-49.
3. Шнейдер Д. В., Казеннова Н. К. Безбелковые и безглютеновые смеси для выпечки // Хлебопродукты. – 2009. – № 2. – С. 38-39.
4. Шнейдер Д. В. Макаронные изделия из цельносмолотого и пророщен ного зерна пшеницы // Хлебопродукты. – 2010. – № 8. – С. 56-59.
5. Розова М. А., Шнейдер Т. И., Казеннова Н. К., Шнейдер Д. В., Мель ник В. М. Современный ассортимент яровой твёрдой пшеницы для макаронной промышленности // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2010. – № 9. – С. 28-34.
6. Цыганова Т. Б. Шнейдер Д. В., Костылева Е. В. Формирование рецеп тур для производства безбелковых и безглютеновых продуктов // Хлебопродукты.
– 2011. – № 12. – С. 44-46.
7. Шнейдер Д. В. Формирование рецептуры безглютеновых смесей для выпечки // Пищевая промышленность. – 2012. – № 2. – С. 55-57.
8. Казеннова Н. К., Шнейдер Д. В. Оценка цвета макаронных изделий на колориметре Konika Minolta // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2012. – № 5. – С. 54-57.
9. Цыганова Т. Б., Шнейдер Д. В. Разработка технологии и оптимизация рецептуры безглютенового печенья с использованием дескриптивного анализа // Хлебопродукты. – 2012. – №5. – С. 54-56.
10. Шнейдер Д. В., Казеннова Н. К., Казённов И. В. Метод определения биодоступности безглютенового сырья, макаронных и хлебобулочных изделий на тест-объектах – инфузориях Tetrahymena pyriformis // Хлебопродукты. – 2012. – № 7. – С. 36-37.
11. Шнейдер Д. В. Новая программа формирования рецептов безглютено вых продуктов // Хлебопродукты. – 2012. – № 8. – С. 50-52.
12. Шнейдер Д. В., Крылова Е. И. Безглютеновые смеси для выпечки из кукурузной, рисовой и гречневой муки // Пищевая промышленность. – 2012. – №8.
– С. 63-65.
13. Шнейдер Д.В. Разработка технологий безглютеновых макаронных из делий // Пищевая промышленность. – 2012. – №9. – С. 63-65.
14. Шнейдер Д.В. Казеннов И.В. Разработка безглютеновых пищевых ин гридиентов повышенной биодоступности // Хранение и переработка сельхозсырья.
– 2012. – № 9. – С. 54-57.
15. Шнейдер Д. В. Формирование структуры макаронных изделий из без глютенового сырья // Хлебопродукты. – 2012. – № 8. – С. 36-37.
Научные статьи в журналах и сборниках 16. Казеннова Н. К., Шнейдер Д. В. Применение комплексных пищевых добавок – улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменно го теста // Материалы второй международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов – современное состояние и перспективы развития»/ Международная промышленная академия, 28-30 мая 2007 г. М.: Пищепромиздат. – 2007. – С. 101 103.
17. Шнейдер Д. В., Казеннова Н. К. Новое функциональное питание – ма каронные изделия и смеси для выпечки // Материалы второй международной кон ференции «Индустрия пищевых ингредиентов – современное состояние и перспек тивы развития»/ Международная промышленная академия, 28-30 мая 2007 г. М.:
Пищепромиздат. – 2007. – С. 99-100.
18. Казеннова Н. К., Шнейдер Т. И. Применение комплексных пищевых добавок – улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменно го теста // Сборник докладов / Конференция – конкурс научно-инновационных ра бот молодых учёных и специалистов «Отделения хранения и переработки сельско хозяйственной продукции» Россельхозакадемии. Москва. – 2007. – С. 35-37.
19. Казённов И. В., Шнейдер Д. В. Национальный стандарт ГОСТ Р «Из делия макаронные. Методы идентификации» // Сборник докладов / Конференция конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделе ния хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакаде мии. Москва. – 2007. – С. 33-35.