Інновації та управління якістю в технології традиційного і органічного печива з цільнозерновим жорновим борошном

У статті наведено результати досліджень показників якості цільнозернового жорнового пшеничного, спельтового, ячмінного, амарантового борошна і борошна зеленої гречки з метою застосування його в технології печива. З’ясовано, що наявність клітковини і вища його крупність порівняно з пшеничним борошном вищого сорту не забезпечують необхідних в’язко-пластичних характеристик тіста для здобного печива, що потребує корегування. Встановлено доцільність введення глюкоамілази та целюлази, які гідролізують складні вуглеводи до глюкози, покращуючи його структуру. Органолептичні показники тіста і готової продукції обумовлюються видом конкретного зерна. 

Ключові слова: цільнозернове борошно, жорновий помел, здобне печиво, ферменти, глюкоамілаза, целюлаза.

Вступ

Технологія печива є складною багатогранною системою, що складається з різноманітних механічних, колоїдних, ферментативних і термічних процесів. Формування показників якості готової продукції в цілому залежить від якості керування цими процесами. 

Однією з ключових вимог, що формує умови проведення технологічних процесів у технології борошняних кондитерських виробів, у тому числі печива, є вимоги до якості борошна. Якість і технологічні властивості борошна безпосередньо впливають на структурно-механічні властивості основного напівфабрикату — тіста, визначають консистенцію, зовнішній вигляд готової продукції. Окрім цього, технологічний етап замішування тіста і подальше формування тістових заготовок проводять з урахуванням якісних показників борошна. 

Різні технологічні схеми печива передбачають різні вимоги до якості борошна. Наприклад, схеми виробництва затяжного печива передбачають застосування борошна із слабкою по силі клейковиною, з невисокою гідрофільною здатністю, в кількості 20—25%. Для цукрового здобного печива використовують борошно із середньою або слабкою клейковиною в кількості 18—22%, для крекеру передбачають застосування борошна із сильною клейковиною в кількості не менше 28% [1, 2]. При цьому основним видом борошна, що використовується в технологіях печива, є пшеничне вищого, рідше — першого сорту. Борошно вищого сорту має світлий колір, низьку зольність (0,50—0,55%) і невелику кількість оболонкових частинок зерна. Надає ніжну текстуру тісту та приємний смак готовій продукції. Борошно першого сорту, яке має дещо більшу зольність (від 0,75 до 0,85%), характеризується темнішими кольорами. Завдяки особливостям отримання і, відповідно, вмісту білка, крохмалю та харчових волокон, сорти борошна мають різну водопоглинальну здатність і відрізняються впливом на якість замішування тіста, тому технологи корегують режими і параметри проведення технологічних операцій залежно від водопоглинальної здатності борошна з метою отримання сталої якості готового продукту. 

Борошно нижчих сортів (другого, обойного, цільнозернове) має включення значної кількості харчових волокон, що погіршує смакові і структурно-механічні показники якості печива. Але тенденції сучасного харчування вимагають збільшення в раціоні корисних речовин, у тому числі харчових волокон, що формує необхідність вивчення питання його застосування в технології борошняних кондитерських виробів для збагачення печива клітковиною, геміцелюлозою, целюлозою. На сьогодні розроблено достатньо рецептур. Це і додавання амарантового, гречаного, соргового, кукурудзяного, ячмінного борошна [3—5, 23, 25, 26]. Але аналіз показує, що додавання обмежується незначною кількістю, що пов’язано з погіршенням якості тіста й ускладненням формування тістових заготовок. 

З позиції раціонального підходу, на нашу думку, найкращою основою для створення рецептур печива з високим вмістом харчових волокон, природних вітамінних, мінеральних комплексів, є повноцінне застосування природного потенціалу зерна, тобто використання цільнозернового борошна (ЦЗБ) [6]. А регулювання структури такого тіста з метою спрощення технологічних етапів замішування і формування доцільно проводити внесенням ферментних препаратів спрямованого спектра дії. 

Огляд останніх досліджень і публікацій

Ринок борошна представляє споживачеві широкий асортимент цільнозернового звичайного і цільнозернового органічного борошна. Це пшеничне, житнє, спельтове (півбʼяне), гречане, вівсяне, ячмінне, кукурудзяне, рисове, нутове, амарантове тощо. Найбільш розповсюджена продукція від ТОВ «Вінницький КХП № 2», ТОВ «Столичний млин», ТОВ «Рівне-Борошно», ТОВ «Зернарі», ДП «Земледар», «Новопокровський КХП», Sparrow Mill, борошно органічне від TM «Ahimsa», ПП «ЕКО ГАРМОНІЯ». Проте широкого промислового застосування в технологіях борошняних кондитерських виробів воно не знаходить, що пояснюється не тільки особливостями органолептичних показників, але й недостатнім вивченням витань регулювання його технологічних властивостей. 

Формування технологічних, органолептичних і фізико-хімічних показників якості цільнозернового борошна відбувається в процесі помелу, причому технологічний процес суттєво відрізняється від отримання сортового борошна. Існує декілька технологічних схем переробки зерна у цільнозернове борошно. Як подрібнювальне обладнання можуть бути використані вальцьові верстати, дробарки чи кам’яні жорнова. Також існує практика використання вальцьових верстатів як основного подрібнювального обладнання, а на останніх системах подрібнення встановлюють жорновий посад чи дробарку. Відповідно до технологічної схеми зерно піддається різним видам деформації (стиснення, зсуву, зрізу, удару, стирання), а тому показники його якості (вологість, зольність, вміст клейковини тощо) будуть відрізнятись. Зокрема, показники вологості дослідних зразків борошна коливаються в межах 14,5…14,9%, показники зольності — 1,13…1,57%, вміст клейковини — 22…28%. Оскільки державного стандарту на борошно пшеничне цільнозернове на сьогодні немає, виробники керуються вимогами якості до борошна пшеничного сортового й обойного та власними технічними умовами [7—9]. При жорновому помелі зерно подрібнюється між двома жорнами (натуральними камʼяними або сучасними штучними). Зберігаються всі компоненти зерна: оболонка, зародок та ендосперм. Борошно має насичений смак і аромат, більш грубу текстуру. 

Такий помел важається одним із найякісніших способів для виробництва цільнозернового борошна. Застосовується переважно невеликими млинами та фермерськими господарствами. 

Роликовий помел (індустріальний спосіб) передбачає проходження зерна через роликові вальці, які подрібнюють його до однорідного стану. Отриманий продукт більш однорідний за дисперсністю, але поступається жорновому помелу за смаком і кількістю поживних речовин, які можуть втрачатися через нагрівання зерна під час процесу. Використовується переважно великими комбінатами. 

При молотковому помелі використовують молоткові млини, які подрібнюють зерно за допомогою швидкообертових молотків. Процес може включати нагрівання через тертя. Може втрачатися частина термолабільних вітамінів (наприклад, групи B). Текстура отриманого продукту грубіша, ніж у борошна роликового помелу. Використовується на невеликих підприємствах або в господарствах, які виробляють борошно для локального ринку. 

Також існує сучасний спосіб отримання цільнозернового борошна із просіюванням і рекомбінацією, який передбачає подрібнення зерна в кілька етапів. Спочатку видаляють оболонку та зародок, подрібнюють їх окремо і повертають у борошно. Такий спосіб забезпечує більшу однорідність борошна, але в процесі виробництва втрачатися частина поживних речовин. Такий помел зустрічається в індустріальному виробництві для зручності переробки великих партій зерна. 

Таким чином, лише жорновий помел дозволяє максимально зберегти поживні речовини та природні смакові властивості зерна і передати їх борошну. Його використовують невеликі млини, орієнтовані на локальне крафтове виробництво або виробництво органічного борошна. 

При жорновому помелі зерно очищують від пилу, бруду та зовнішніх домішок, але не очищують від оболонки, зародка, алейронового шару. Ці частини разом з ендоспермом потрапляють у борошно, а тому жорнове борошно має високий вміст клітковини, антиоксидантів, вітамінів B, PP, E і H, мінеральних речовин (кальцію, калію, натрію, магнію, заліза тощо). Однак деякі втрати термолабільних вітамінів (наприклад, вітаміну B1) можуть спостерігатись на етапі сушіння зерна, при застосуванні високих температур, якщо виникає потреба у зменшенні його вологості перед розмелом. 

Харчова цінність цільнозернового борошна залежить від природного хімічного складу зерна (табл. 1). Так, порівняно з борошном пшеничним вищого сорту в цільнозерновому пшеничному борошні міститься в 12,5 раза більше клітковини, в 5,8 — магнію, 3,9 — фосфору, 3,4 — заліза, 2,1 — кальцію, а також в 3,7 раза — вітаміну РР, вдвічі більше вітамінів групи В, а також значна кількість вітаміну Е.

Таблиця 1. Хімічний склад цільнозернового борошна [10—14]

КомпонентВид зерна
пшеничне в/спшеничне цзжитнєспельтовевівсянегречанекукурудзяне
Білки, г10–1213–14,510–11,614–1712–1813–14,710,5
Жири, г0,4–21–1,81,8–22,56–735,3
Вуглеводи, г74–7672–82706866–727182,9
Клітковина, г2–310–1415–1710,710–11,610–11,18,1
Крохмаль, г68–72605555–6050–5560
Вітамін Е, мг0,1–0,21,2–1,50,9–1,01,00,1–0,60,1–0,70,6–7
Тіамін (В1), мг0,05–0,10,4–0,50,40,40,45–0,80,1–0,40,2–0,4
Рибофлавін (В2), мг0,01–0,040,1–0,20,15–0,30,20,15–0,20,15–0,50,06–0,2
Ніацин (В3), мг0,54,54613,51,7
Піридоксин (В6), мг0,03–0,10,3–0,40,3–1,00,40,20,20,06
Фолієва кислота (В9), мг20454045323046
Кальцій, мг14,7–1530–33,520–26,92554–58,819–207,8
Магній, мг2214012013013523137
Фосфор, мг8032025035039034789
Калій, мг100410400400360460270
Натрій, мг22225115
Залізо, мг0,6–1,13,5–3,72,9–344–5,12,4–40,52–3,0
Цинг, мг0,4–0,73–3,12,543,63,10,45
Мідь, мг0,10,50,40,50,60,64
Марганець, мг0,143,53,851,30,5

Спельтове цільнозернове борошно містить високий вміст білка (до 14—17%), зокрема легкозасвоюваного. Багате на вітаміни групи B, магній, залізо, цинк, марганець. Вівсяне цільнозернове борошно багате на β-глюкани, характеризується вищим вмістом кальцію, фосфору, натрію, магнію, заліза, марганцю. Гречане цільнозернове борошно вирізняється високим вмістом білка, кальцію, фосфору, заліза. Житнє цільнозернове борошно характеризується високим вмістом клітковини, заліза, калію. Кукурудзяне борошно багате на клітковину, вітаміни групи В та Е, мінерали (магній, калій, залізо, фосфор, натрій). 

Таким чином, харчова цінність цільнозернового борошна вигідно вирізняє його порівняно з пшеничним борошном вищого сорту. Всі види цільнозернового борошна багаті на вітамін Е, мають вищий вміст клітковини, вітамінів крупи В, мікро- і макроелементів. Це обґрунтовує доцільність його використання як основи для асортименту борошняних кондитерських виробів. Проте велике значення мають такі показники, як кількість і якість клейковини, кислотність, крупність помелу, які досліджені обмежено. 

Метою дослідження є вивчення показників якості цільнозернового борошна різних зернових культур, отриманого жорновим помелом, і надання рекомендацій щодо його застосуванню в технологіях різних видів печива. 

Матеріали і методи

Для проведення досліджень було обрано борошно ДП «Земледар», Україна, — жорнове цільнозернове пшеничне, спельтове, ячмінне, амарантове, зеленої гречки. Для покращення структури тіста застосовували ферментні препарати компанії Mühlenchemie, Німеччина — грибну глюкоамілазу Omnszym 31022 і грибну целюлазу Alphamalt С 21032. 

Масову частку вологи в борошні визначали термогравіметричним методом згідно з ISO 712 прискореним висушуванням в СЕШ [15]. Білість борошна оцінювали на фотоелектричному приладі РЗ-БПЛ за ГОСТ 26361 [16] шляхом вимірювання відбивної здатності його ущільнено-згладженої поверхні. Загальну кислотність визначали титруванням борошняної суспензії з 5 г борошна і 50 см3 дистильованої води 0,1 моль/дм3 розчином лугу КОН або NаОН за AOAC 939.05 [17]; зольність борошна — спалюванням наважки з прискорювачем Mg(CH3COO)2 [18]. 

Крупність борошна оцінювали за допомогою розсійника лабораторного з частотою коливань 180…200 хв-1 та набором сит для визначення розміру та масової частки частинок борошна за AOAC 965.22 [19]. Використовували сита, призначені для різних сортів борошна: № 075, № 067, № 41/43, № 24,7, № 49/52 [20].

Вміст сирої клейковини і її якість визначали у тісті з наважки борошна 25 г і 14 см3 води після витримки 20 хв. Для визначення розтяжності, еластичності, опору деформуючому навантаженню дві наважки клейковини по 4 г закочували у кульки, занурювали у воду при температурі 18…20 °С на 15 хв [1]. 

Еластичність клейковини оцінювали за швидкістю відновлення початкової довжини кульки клейковини після розтягування на відстань близько 2 см. За ступенем та швидкістю відновлення первинної довжини еластичність оцінюють як: добра — клейковина розтягується досить сильно при обов’язковому практично повному відновленні форми; незадовільна — зовсім не відновлюється, з частковими розривами окремих шарів і після зняття зусилля швидко стискається (пружна, нееластична); задовільна — проміжне положення між доброю та незадовільною. 

Розтяжність клейковини оцінювали над лінійкою за градацією: коротка — до 10 см, середня — 10…20 см, довга — більш 20 см. 

Опір клейковини деформуючому навантаженню стиску визначали на приладі ІДК, од. пр. 

Колір борошна визначали згідно ISO 11664-2:2007 на колориметрі CR-400 Konica Minolta (Японія) у декартових координатах CIELab, де L* позначає світлоту (від 0 — чорний до 100 — білий), а* і b* представляють протилежні колірні координати, що варіюються від –60 до +60. При цьому негативне a* є зеленим, а позитивне a* — червоним, тоді як негативне b* є синім, а позитивне b* — жовтим. Параметри відкалібровані за стандартним білим фарфором з площею вимірювання діаметром 8 мм, кутом спостереження 10° і джерелом світла D65 з включеним дзеркальним компонентом [21]. 

Якість ферментативних процесів під впливом гідролаз оцінювали за накопиченням цукрів у модельному тісті, у перерахунку на глюкозу. Для цього замішували тісто з наважки борошна 25 г, ферментного препарату грибної глюкоамілази або грибної целюлази, або їх комплексу та 14 см3 води, залишали тісто для ферментації на 360 хв у термостаті за температури 32 °С. Протягом ферментації відбирали зразки тіста і проводили кількісне визначення глюкози, що накопичується, йодометричним методом. Глюкоамілазу вводили із розрахунку 12,5 г на 100 кг борошна, целюлазу — 20 г на 100 кг борошна. При сумісному введенні глюкоамілази і целюлази використовували ті самі розрахункові кількості [22]. 

Результати досліджень

Технологічний підбір та якість борошна забезпечать досягнення необхідного зовнішнього вигляду, смаку й запаху, текстури готової продукції. Визначено показники якості борошна, взятого для досліджень (табл. 2). 

Таблиця 2. Показники якості цільнозернового борошна 

ПоказникВид борошна
пшеничне вищого сортуцільнозернове
пшеничнеспельтовеячміннеамарантовезеленої гречки
Зовнішній виглядОднорідна порошкоподібна маса, без грудочокОднорідна порошкоподібна маса, без грудочок, наявні видимі частинки оболонок зерна
КолірСвітло кремовийСвітло-сірий з відтінками світло-коричневогоСвітло-кремовий з сірим відтінкомСвітло-сірий з бежевим відтінком Світло-жовтий з сірим відтінкомСвітло-сірий з бежевим відтінком
Смак і запахВластивий зерну, чистий, без сторонніх присмаків і запахів
Масова частка вологи, %12,21211,9129,611,7
Загальна кислотність, град1,405,105,007,2010,806,60
Зольність, ум.од0,55 (за ДСТУ)1,341,671,01,672,33
Білість, ум.од59-43,8529,0533-49,205,85

За оцінкою органолептичних показників усі види борошна відповідали ознакам, притаманним вихідному зерну: характерний колір, властивий смак і запах. У кожному виді спостерігались подрібнені частинки оболонок зерна. Борошно пшеничне мало кремовий колір, спельтове — світло кремовий з відтінками жовтуватого, ячмінне — світло сірий, амарантове — насичено кремовий з жовтуватим відтінком, зеленої гречки — світло сірий з бежевим відтінком. 

Масова частка вологи для всіх зразків мала приблизно однакові значення — від 11,7 до 12,2%, крім борошна амарантового, в якому цей показник був значно менший — 9,6%. Це насамперед пов’язано з низькою вологістю самого зерна амаранту й узгоджується з дослідженнями авторів [23] — 9,7…9,9% для різних зразків повножирного амарантового борошна. Борошно амарантове також характеризується найвищими значеннями показника загальної кислотності серед досліджуваних зразків (у 7,7 раза вище за борошно пшеничне), що вочевидь пов’язано з високим вмістом, пептидів і амінокислот, жирів і жироподібних речовин, ферментів, значною кількістю мінеральних речовин, як зазначено в публікації авторів [24]. Також досить високі значення загальної кислотності відмічені для борошна ячмінного — у 5,1 раза більше порівняно з пшеничним. При цьому й інші види дослідного борошна за показником загальної кислотності перевищували значення контрольного зразка пшеничного борошна вищого сорту (борошно зеленої гречки — у 5,1 раза, спельтове і пшеничне цільнозернове — у 3,6 раза), що обумовлюється значним вмістом оболонкових і зародкових частинок, жирів і білків [25]. Зольність усіх зразків цільнозернового борошна закономірно перевищувала зольність пшеничного борошна вищого сорту, при цьому найменші значення показника спостерігались для ячмінного цільнозернового — 1,0%, а найвищі значення зафіксовано для борошна зеленої гречки — 2,33%. 

Визначення показника білості, який обумовлюється значною кількістю харчових волокон, природних каротиноїдів, мінеральних речовин і повʼязаний із кольором зерна, дозволило виділити світліші зразки (зразки борошна спельтового і ячмінного) і найтемнішими (зразки пшеничного й амарантового). 

Більш детально білість і колір борошна було визначено інструментально за допомогою колориметра CR-400 Konica Minolta (табл. 3). 

Таблиця 3. Показники кольору борошна

ЗразокL білість (від 0 — чорний до 100 — білий)a* від «−50» — зелений до «+50» — червоний b* від «−50» — синій до «+50» — жовтий 
Борошно пшеничне в/с 94,700,467,62
Борошно цільнозернове пшеничне79,533,611,37
Борошно цільнозернове спельтове91,001,518,98
Борошно цільнозернове ячмінне92,030,947,36
Борошно цільнозернове амарантове 80,743,3817,03
Борошно цільнозернове зеленої гречки87,731,287,41

Результати збігаються з отриманими даними щодо білості борошна і підтверджують, що найсвітлішими серед дослідних зразків є зразки спельтового і ячмінного борошна, для яких показник білості L* є вищим за інші види, а найтемнішими є борошно пшеничне цільнозмелене й амарантове. При цьому спектр колірних координат a* показав відсутність у всіх зразках зелених відтінків, а наявність червоних, слабко-виражених — для борошна цільнозмеленого ячмінного, спельтового і зеленої гречки, більш інтенсивних, — для пшеничного і амарантового. Спектр b* показав виражені жовті відтінки пшеничного й амарантового цільнозмеленого борошна, а для ячмінного, борошна зеленої гречки, спельтового — менші значення жовтизни, які наближаються до борошна пшеничного вищого сорту. Таким чином, природна пігментація борошна пшениці і ячменю характеризується більш насиченими жовто-червоними відтінками порівняно з ячмінним, спельтовим і борошном зеленої гречки. 

Результати визначення крупності досліджуваних видів борошна представлено в табл. 4.

Таблиця 4. Крупність борошна

Аналіз даних табл. 4 підтверджує вищу крупність частинок жорнового цільнозернового борошна порівняно з пшеничним вищого сорту: у кожного з досліджуваних зразків є залишки на ситах № 075, 067, 41/43, 24,7. При цьому більшим вмістом найкрупніших фракцій (за залишком на ситах № 075 і 067) відрізняються борошно цільнозернове ячмінне і пшеничне (11,91% і 4,51%, відповідно). Основна крупність цільнозернового жорнового борошна амарантового і пшеничного припадає на розмір в інтервалі 200—150 мкм, що проходить крізь сито 41/43 і залишається на ситах № 24, 7. Основні фракції цільнозернового борошна зеленої гречки і борошна ячмінного — це фракції з розмірами частинок >200 мкм, що відповідають залишкам на ситах 41/43 і 132…150 мкм, які залишаються на ситі 49/52. Для борошна спельтового ступінь подрібнення коливається в розмірах частинок >200…150 мкм, що залишаються на ситах 41/43 і 24,7. Вміст найдрібнішої фракції, що відповідає проходу крізь сито 49/52 (132 мкм) і розмірам частинок борошна пшеничного вищого сорту, відмічено найбільше в цільнозерновому пшеничному, ячмінному і борошні зеленої гречки. 

При визначенні кількості і якості клейковини (табл. 5) з’ясували, що глютеновий комплекс за стандартних умов відмивання утворюється лише в борошні пшеничному і спельтовому.

Таблиця 5. Кількість та якість клейковини

СитоВид борошна
пшеничне вищого сортуцільнозернове жорнове
пшеничнеспельтовеячміннеамарантовезеленої гречки
Клейковина24,916,918,8Не відмивається
ЕластичністьДобраДобраДобра
Розтяжність, см1513,516
ІДК, од.пр.67,949,482,2

При цьому кількість відмитої клейковини була меншою порівняно з борошном пшеничним на 34,5% (для цільнозернового пшеничного) і на 24,5% (для цільнозернового спельтового). Еластичність клейковини всіх зразків характеризується як добра, проте розтяжність і група різна: цільнозернове борошно пшеничне відноситься до І групи за ІДК і характеризується як добра, але завдяки волокнам має на 10% меншу розтяжність порівняно із сортовим пшеничним борошном і на 27% має міцнішу структуру. Клейковина борошна спельтового за якістю відноситься до ІІ групи, характеризується як задовільно слабка, її розтяжність більша порівняно з клейковиною борошна пшеничного вищого сорту на 6,7%. 

В інших видах жорнового борошна, цільнозернового ячмінного, гречаного, амарантового, клейковинний каркас не сформувався. Фракції білків, нерозчинних у воді, в комплексі з харчовими волокнами розкладались на окремі фрагменти, без утворення суцільної структури. 

Отримані дані збігаються з даними авторів, які використовували цільнозернове борошно амаранту і зеленої гречки як безглютенові види для безглютенових коржів [26], а також для безглютенового хліба, макаронів, крекерів і печива [27]. 

У результаті проведеного дослідження підтверджено відмінність показників якості жорнового цільнозернового борошна від сортового, а також відмінність показників якості у борошна різних видів зернових культур. 

З метою визначення придатності досліджуваного борошна для використання в технології печива оцінено органолептичні характеристики тіста для здобного пісочно-виїмного печива з повною заміною борошна пшеничного вищого сорту. Для досліджень використана традиційна рецептура здобного пісочно-виїмного печива «Пісочно-вершкове». Зовнішній вигляд тіста, його колір представлено на рис. 1. 

Видно, що частинки харчових волокон надають достатньо пружну структуру тісту, розсипчасту, крихку, з нерівними краями, в усіх зразках зменшується пластичність. Тісто характеризується темнішим кольором, характерним пігментації борошна. Запах зразків був чистий, без стороннього, притаманний зерну. При цьому тісто з пшеничного, спельтового, ячмінного борошна не вирізнялось яскравим характерним запахом. 

Отже, важливим загальним підсумком проведених досліджень стало підтвердження негативного впливу оболонкових частинок і крупності жорнового цільнозернового борошна на формування структури тіста для печива. З метою її коригування було використано позитивний досвід регулювання технологічних властивостей борошна ферментними препаратами [28]. Було доцільно дослідити комплекс ферментів, які мають гідролітичну дію на основні макроелементи борошна. 

Рис. 1. Зовнішній вигляд тіста на основі борошна: цільнозернового пшеничного (а), спельтового (б), ячмінного (в), амарантового (г) і зеленої гречки (д) 

У дослідженнях було використано ферменти глюкоамілазу для гідролітичного розщеплення крохмалю борошна, і целюлазу — для гідролітичного розщеплення целюлози і її похідних. Ферменти додавали в модельну систему борошна і води, окремо і за сумісного введення. Результати накопичення глюкози, як основного продукту гідролізу, наведено у табл. 6. 

Таблиця 6. Кількість редукуючих цукрів, у перерахунку на глюкозу, що накопичуються в процесі ферментативного гідролізу борошна 

СитоВид борошна
Цільнозернове
пшеничнеспельтовеячміннеамарантовезеленої гречки
Глюкоамілаза 
Час ферментації, год036036036036036
Кількість глюкози, %1,232,534,820,92,193,991,553,596,030,955,848,760,241,482,90
Целюлаза 
Час ферментації, год 036036036036036
Кількість глюкози, % 1,233,84,750,92,723,621,552,783,890,952,184,320,241,762,60
Глюкоамілаза і целюлаза 
Час ферментації, год024024024024024

Встановлено, що додавання ферментних препаратів сприяє накопиченню глюкози, що призводить до збільшення частки водорозчинних сполук і покращує консистенцію тіста. Так, додавання глюкоамілази до модельної системи тіста із цільнозернового пшеничного тіста дозволяє на 6 год збільшити кількість глюкози у 4,1 раза, із спельтового борошна — у 4,43 раза, на основі ячмінного борошна — у 3,72 раза, із амарантового — у 9,2 раза, із зеленої гречки — у 12,1 раза. 

Процес ферментативного гідролізу крохмалю, при меншій кількості застосовуваної глюкоамілази, відбувається швидше порівняно з гідролізом целюлози. Тобто піддатливість крохмального зерна, наявність ушкоджених у процесі помелу зерен обумовлюють кращу доступність субстрату й атакованість ферментом. Так, за 6 год ферментації для зразка з пшеничним борошном під дією целюлази накопичується на 1,15% глюкози менше, ніж під дією глюкоамілази, для зразка зі спельтовим — на 9,27% для зразка з ячмінним — на 28,4%, з амарантовим — на 50,7%, з борошном зеленої гречки — на 10,3%.

Сумісне застосування ферментів пришвидшує процес і покращує консистенцію тіста, що призводить до скорочення процесу ферментації. Так, для зразків з пшеничним борошном за сумісного введення ферментів кількість накопиченої за 6 год глюкози від поодинокого внесення ферментів досягається через 2 год. Практично те саме спостерігається і для зразків зі спельтовим борошном. Для зразків з борошном ячмінним — за 3 год, з борошном зеленої гречки — за 4,1 год, з амарантовим — за 4,5 год. Такий результат матиме значний вплив на технологічний процес виробництва печива. 

Висновки

На основі проведених наукових досліджень показників якості цільнозернового борошна, отриманого жорновим помелом, з метою обґрунтування можливості його застосування в технології печива, зроблено такі висновки: цільнозернове борошно має органолептичні властивості, притаманні конкретному виду зерна, і суттєво відрізняється від сортового пшеничного борошна за зовнішнім виглядом, смаком, запахом і кольором. За рівнем білості найсвітлішими є зразки зі спельти та ячменю, тоді як найтемнішими — пшеничне та амарантове борошно. Крім того, природна пігментація пшеничного та ячмінного борошна має більш виражені жовточервоні відтінки порівняно з борошном зі спельти, ячменю та зеленої гречки. 

Гранулометричний склад жорнового цільнозернового борошна є неоднорідним, оскільки його частинки мають різні розміри. Основна фракція кожного виду такого борошна за крупністю перевищує частинки пшеничного борошна вищого сорту. Зокрема, розмір основної фракції амарантового та пшеничного жорнового борошна становить від 200 до 150 мкм, для борошна з зеленої гречки та ячменю — понад 200 мкм і в межах 132—150 мкм відповідно, а для спельтового борошна — понад 200 до 150 мкм. 

Серед досліджених зразків лише цільнозернове пшеничне та спельтове борошно утворюють глютеновий комплекс за стандартних умов відмивання. Водночас кількість виділеної клейковини в них є меншою, ніж у пшеничного борошна вищого сорту — на 34,5% для цільнозернового пшеничного та на 24,5% для спельтового. Еластичність клейковини обох зразків оцінюється як добра. Клейковина пшеничного цільнозернового борошна належить до І групи за ІДК, також характеризується як добра, однак через наявність харчових волокон її розтяжність на 10% нижча, ніж у клейковини пшеничного борошна вищого сорту. Клейковина спельтового борошна належить до ІІ групи за якістю, але демонструє на 6,7% вищу розтяжність порівняно з пшеничним сортовим борошном. У жорновому борошні з ячменю, гречки та амаранту глютеновий каркас не формується. 

Тісто, приготовлене з жорнового цільнозернового борошна, не має типових в’язко-пластичних властивостей, однак ці характеристики можна покращити шляхом додавання ферментів гідролітичної дії. Дослідження показали, що використання глюкоамілази та целюлази сприяє підвищенню рівня глюкози в тісті, що, у свою чергу, збільшує вміст водорозчинних сполук і покращує консистенцію тіста. Найбільш ефективним виявилося комбіноване застосування обох ферментів, яке дозволило скоротити тривалість ферментації на 2—4 год порівняно з їх окремим використанням.

ЛІТЕРАТУРА

1. Технологія та лабораторний практикум кондитерських виробів і харчових концентратів: навч. посіб. / за ред. проф. А. М. Дорохович і проф. В. М. Ковбаси. К.:Фірма «ІНКОС», 2015. 

2. Дорохович, А. М. Дорохович, В. В., Абрамова, А. Г., Петренко, М. М. (2022). Технологія печива звичайного і спеціального призначення: навч. посіб. К.: Фірма «ІНКОС». 

3. Іоргачова, К. Г., Макарова, О. В., & Хвостенко, К. В. (2017). Підвищення та стабілізація якості борошняних кондитерських виробів завдяки використанню різних видів борошна. Наукові праці Національного університету харчових технологій, 5(1), 217—228. 

4. Іоргачова, К. Г., Макарова, О. В., & Котузаки О. М. (2010). Бісквітні напівфабрикати на основі борошна з продуктів переробки гречки. Зернові продукти і комбікорми, 4, 12—15. 

5. Дзигар, О. О., Стадник, Т. Б. & Оболкіна, В. І. (2018). Перспективи використання амарантового борошна та гуміарабіку при створенні нового асортименту борошняних кондитерських виробів. Інноваційні технології у хлібопекарському виробництві, Здобутки та перспективи розвитку кондитерської галузі: матеріали Міжнародних науково-практичних конференцій, 11—13 вересня 2018 р. Київ: НУХТ. 

6. Khan, J., Gul, Р. & Liu, Кю (2024). Grains in a modern time: a comprehensive review of compositions and understanding their role in type 2 diabetes and cancer Foods, 13, 2112. https://doi.org/10. 3390/foods13132112. 

7. Carcea, М., Turfani, V., & Narducci V. (2020). Stone milling versus roller milling in soft wheat: influence on products composition. Foods, 1, 3. https://doi.org/10.3390/foods9010003. 

8. Tecnica Molitoria International: yearly issue 2020. Pinerolo: Chiriotti Editori, 2020. 146 p. ISSN 0040-1862. 

9. Якість борошна: як помел впливає на випічку / The Miller. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://the-miller.com/uk/blog/flour_quality_how_milling_affects_baking (дата звернення 05.09.2025). 

10. Fišteš, А., Došenović, Т., & Rakić, D. (2014). Statistical analysis of the basic chemical composition of whole grain flour of different cereal grains. Acta Universitatis Sapientiae — Alimentaria, 7, 45—53. 

11. Дробот, В. І., Семенова, А. Б. & Михонік Л. А. (2014). Порівняльна характеристика хімічного складу та технологічних властивостей суцільнозмеленого пшеничного борошна та борошна спельти. Зберігання та переробка зерна, 4, 37—39. 

12. Peterson, D. M. (1992). Composition and nutritional characteristics of oat grain and products // Oat Science and Technology. Agronomy Monograph no. 33 / eds. H. G. Marshall, M. E. Sorrells. Madison: American Society of Agronomy; Crop Science Society of America, 265—290. https://doi.org/ 10.2134/agronmonogr33. 

13. Dziadek, К., Kopeć, А., & Pastucha, Е. (2016). Basic chemical composition and bioactive compounds content in selected cultivars of buckwheat whole seeds, dehulled seeds and hulls. Journal of Cereal Science, 69, 1—8. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.02.004. 

14. Моргун, В. О., Ковтун, Л. Я. (2008). Розробка нового сорту житнього борошна. Наукові праці ОНАХТ, 34(1), 36—39. 

15. ДСТУ ISO 712:2015. Зернові та продукти з них. Визначення вмісту вологи. Контрольний метод (ISO 712:2009, IDT). [Чинний від 2016-01-01]. Вид. офіц. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2016. 14 с. 

16. ДСТУ ГОСТ 26361:2019. Борошно. Метод визначення білизни (ГОСТ 26361-2013, IDT). [Чинний з 2020-01-01]. Вид. офіц. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2019. 15 с. 

17. AOAC Official Method 939.05. Acidity (Titrimetric Method).(1990) Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. Washington, D.C.: AOAC International. 

18. ДСТУ ISO 2171:2009. Зернові, бобові та продукти їх помелу. Визначення загальної золи методом озолювання (ISO 2171:2007, IDT). [Чинний від 2011-01-01]. Вид. офіц. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2009. 15 с. 

19. AOAC Official Method 965.22. Sieve test for flour and semolina. (1990). Official Methods of Analysis of AOAC International. Rockville, MD: AOAC International. 

20. ГСТУ 46.004-99. Борошно пшеничне. Технічні умови. [Чинний від 1999-08-15]. Вид. офіц. Київ: Київський інститут хлібопродуктів, 1999. 15 с. 

21. ISO 11664-2:2007. Colorimetry — Part 2: CIE Standard Illuminants. Geneva: International Organization for Standardization, 2007. 

22. ДСТУ 5059:2008. Вироби кондитерські. Методи визначання цукрів. [Чинний з 2010-01-01]. Вид. офіц. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2008. 

23. Миколенко, С. Ю., Жигунов, Д. О., & Руденко, Т. В. (2020). Перспективи використання різних видів амарантового борошна у хлібопекарському виробництві. Інноваційні технології у хлібопекарському виробництві. Здобутки та перспективи розвитку кондитерської галузі: матеріали Міжнародних науково-практичних конференцій, 17, 

24 листопада 2020 р. Київ: НУХТ. 24. Stankevych, G., Valentiuk, N., & Ovsiannykova, L. (2021). Changes in quality of amaranth grain in the course of postharvest handling and storage. Food Science and Technology, 15(1), 80—90. https:// doi.org/10.15673/fst.v15i1.1959. 

25. Макарова, О. В., Фатєєва, А. С., & Карацуба, Н. Л. (2021). Виробництво нетрадиційних видів макаронних виробів з використанням борошна з голозерного ячменю. Технології харчових продуктів і комбікормів: матеріали Міжнародної науково-практичних конференції, 21—24 вересня 2021 р. Одеса: ОНАХТ. 

26. Kahlon, T. S., Chiu, С. М. (2014). Ancient whole grain gluten-free flatbreads. Food and Nutrition Sciences, 5, 1717—1724. https://doi.org/10.4236/fns.2014.517185. 

27. Khairuddin, M. A., Lasekan, О. (2021). Gluten-free cereal products and beverages: a review of their health benefits in the last five years. Foods, 10, 2523. https://doi.org/10.3390/foods10112523. 28. Коваль, Є., Соломон, А. (2024). Особливості використання ферментів у харчових технологіях для підвищення ефективності виробництва. Herald Of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences, 339(4), 477—481. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2024-339-4-70.