Mета. Обґрунтувати доцільність і перспективність використання продуктів переробки безалкалоїдного люпину для підвищення харчової і біологічної цінності хлібобулочних виробів.
Mетоди. Використано загальноприйняті методики, а також спеціальну методику проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин на придатність до поширення в Україні, розроблену Українським інститутом експертизи сортів рослин. Досліднення проведено іѕ сортом пшениці озимої Подолянка та сортами люпину Переможець, Олімп, Віктан і Віват.
Результати. Вивчено хімічний склад і технологічні властивості продуктів переробки люпину, досліджено основні закономірності їх зміни у процесах технологічної підготовки. Випробувано суміш борошна люпину вузьколистого із пшеничним для випікання хлібобулочних виробів та виготовлення бісквітного напівфабрикату. Додавання люпинового борошна підвищує в’язкість тіста і забезпечує його високу газо- і формоутримувальну здатність, що впливає на об’єм хліба. Використання продуктів переробки харчового люпину позитивно поѕначається на проходженні біохімічних і мікробіологічних процесів у тісті, його структурно-механічних властивостях, а також на технологічному процесі виготовлення та якості хлібобулочних виробів.
Висновки. Оптимальним для забезпечення належних структурно-механічних властивостей тіста та необхідного підвищення біологічної цінності хліба є додавання не більше 6 % люпинового борошна до загальної маси пшеничного. Кращий ефект забезпечувала доза 3 %, за якої об’єм хліба зростав до 910–1010 мл за загальної хлібопекарської оцінки 7,0–8,1 бала (контроль – 7,0 балів). 3 погляду зміни хімічного складу отриманої продукції, її біологічної цінності та технологічних характеристик доцільним є використання борошна люпину як сировини для хлібопекарського виробництва.
Ключові слова: люпин вузьколистий безалкалоїдний, біологічна цінність, хлібобулочні вироби, якість продукції
Вступ
Широкого використання в харчовій промисловості як білкові збагачувачі нині набувають продукти переробки бобових культур. Особливої уваги заслуговує люпин як одна з перспективних культур серед інших бобових. Насіння люпину, а також продукти його переробки все ширше використовуються в різних галузях народного господарства як недороге джерело повноцінних білків, ненасичених жирних кислот, пектину [1–3]. Проте обсяги використання цієї культури як сировини для виготовлення харчів у більшості країн світу не відповідають її потенційним можливостям, що пов’язано з відсутністю певних традицій у приготуванні їжі та недостатньою розробкою технологій переробки насіння люпину [4]. За прогнозами фахівців, такі проблеми, як спад виробництва продукції тваринництва і нестача традиційного харчового білка, залишаться й у подальшому. Одним із напрямів подолання зазначеного дефіциту в Україні є пошук нових джерел рослинного білка та розробка способів його використання для збагачення харчових продуктів масового попиту. Аналіз літературних джерел, постановка проблеми. Підвищення поживної та біологічної цінності продовольчих продуктів шляхом збагачення їх функціональними рослинними компонентами є найактуальнішим завданням, яке постало перед світовою наукою. Розв’язання проблеми повноцінного, екологічно чистого білкового харчування набуває особливого значення в умовах техногенного забруднення довкілля важкими металами і радіонуклідами. Один із шляхів вирішення цього завдання – пошук і використання нових рослинних джерел білка для створення дієтичних та лікувально-профілактичних продуктів з радіопротекторними та ентеросорбційними властивостями, які змогли б успішно конкурувати з білками соєвих бобів, що широко використовуються вже не одне десятиліття. Нині в різних країнах світу, зокрема Великобританії, США, Італії, Бразилії, Португалії, Чилі, Мексиці [5–13], проводяться численні наукові дослідження, спрямовані на детальне вивчення хімічного складу білка насіння люпину різних сортів, на розробку методів його виділення та отримання готових білкових препаратів (концентратів, ізолятів), вивчення функціональних властивостей останніх, можливостей використання їх у виробництві різноманітних харчових продуктів. За результатами досліджень білкові препарати люпину обов’язково порівнюють із соєво-білковими концентратами та ізолятами, котрі випускаються у промислових масштабах, з метою доведення їхньої конкурентоспроможності та вивчення можливостей альтернативної заміни останніх.
З метою підвищення поживних властивостей готових хлібобулочних виробів та раціонального використання пшеничного борошна у хлібопекарській та кондитерській промисловості нині все більш актуальним стає пошук альтернативних джерел, здатних частково або повністю замінити його, тобто використання нетрадиційної борошняної сировини, зокрема з бобових. Одне з провідних місць у групі білкових збагачувачів хліба рослинного походження посідає культура нового покоління – безалкалоїдний харчовий люпин. Серед інших бобових культур він заслуговує особливої уваги завдяки високому вмісту повноцінного білка та жиру, олеїнової кислоти, α-токоферолу і мінеральних елементів, а також значній кількості харчових волокон і практично повній відсутності речовин, що слабо засвоюються організмом.
Для найбільш ефективного використання насіння люпину необхідно дослідити хлібопекарські властивості продуктів його переробки, підібрати оптимальний спосіб його технологічної підготовки з метою коригування процесу виробництва хлібобулочних виробів, що забезпечить отримання продукції високої якості. Таким чином, актуальною є розробка технології виготовлення хлібобулочних виробів підвищеної поживної та біологічної цінності з використанням продуктів переробки безалкалоїдного люпину, споживання яких сприятиме збалансованості у повноцінному білковому харчуванні.
Важливими технологічними показниками, пов’язаними з кількістю і фізико-хімічними властивостями білкового комплексу клейковини, є водопоглинальна здатність борошна, час утворення стійкого тіста, його пружність та еластичність. Ці властивості борошна, що проявляються у процесі виготовлення хліба, виражаються показниками його об’єму та якості.
В Україні виведено нові сорти люпину вузьколистого безалкалоїдного, які за хімічними показниками можна використовувати в харчовій промисловості. У насінні таких сортів міститься 36–40 % добре збалансованого за амінокислотним складом білка, 6,0–6,5 % жиру, 9–10 % пектину, 26 % харчових волокон, а тому воно може бути природним концентратом біологічно повноцінних білків і пектину.
На відміну від інших бобових культур насіння безалкалоїдних сортів люпину вузьколистого містить жири, що мають антиоксидантні властивості, а також набір вітамінів, макро- і мікроелементів та інших біологічно активних речовин. Комплекс усіх цих речовин забезпечує захист від дії радіонуклідів і важких металів, а також прискорює процес виведення їх з організму. Харчові волокна, 80–88 % яких міститься в оболонці насіння таких сортів люпину, а 15–18 % – в його ядрі, є досить добрими ентеросорбентами радіонуклідів, стронцію, цезію та інших важких металів. Вищеназвані переваги за хімічним складом, відсутність специфічного присмаку і запаху, а також приємний колір люпинового борошна відповідають необхідним вимогам, завдяки чому зерно харчових сортів люпину білого і безалкалоїдних сортів люпину вузьколистого може використовуватись у виробництві високобілкових продуктів дієтичного та лікувально-профілактичного призначення. У результаті комплексної переробки насіння безалкалоїдних сортів білого та вузьколистого люпину можна отримати харчові білкові продукти (знежирене борошно і білковий концентрат), люпинову олію та кормові добавки (оболонку й борошенце).
Мета дослідження – обґрунтувати доцільність і перспективність використання продуктів переробки безалкалоїдного люпину для підвищення харчової і біологічної цінності хлібобулочних виробів.
Матеріал та методика. Дослідження проведено із сортом пшениці озимої Подолянка (селекції Інституту фізіології рослин і генетики НАНУ і Миронівського інституту пшениці імені В.М. Ремесла НААН) та сортами люпину вузьколистого Переможець, Олімп (селекції Інституту сільського господарства Полісся НААН) і Віктан, Віват (селекції ТОВ «Вега-Агро»). Використано загальноприйняті методики, а також спеціальну методику проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин на придатність до поширення в Україні, розроблену Українським інститутом експертизи сортів рослин [14]. Кількість та якість клейковини визначали за ГОСТ 27839-2013, її фізичні властивості – на приладі ІДК-5. Визначення реологічних властивостей тіста проводили відповідно до ГОСТ 28795 (ІСО 5530). Серію експериментів та визначень структурно-механічних властивостей тіста з додаванням борошна люпину вузьколистого проведено за допомогою фаринографа і альвеографа «Chopin» [4, 14–16].
*ДОВІДКА
Міксолаб – це універсальний прилад.
Всі показники фаринографа та сама фаринографічна крива можуть бути отримані за допомогою Міксолабу, використовуючи протокол вимірювань Simulator (робота у режимі фаринографа)
Обговорення результатів
В Інституті фізіології рослин і генетики НАН України вивчається доцільність та ефективність використання борошна люпину вузьколистого в технології випікання хліба з пшеничного борошна. Харчова та біологічна цінність хліба підвищується завдяки зміні структурно-механічних властивостей тіста за рахунок збільшення водопоглинальної здатності, швидкості його утворення, а також зменшення розпливання. Дослідженнями, проведеними на обладнанні Українського інституту експертизи сортів рослин, встановлено, що додавання борошна люпину вузьколистого (у різних відсотках) до рецептурної борошняної суміші впливало на властивості тіста та хлібопекарські якості хліба (табл.). Фізичні властивості тіста, а саме його стійкість до механічного замісу, потребують детального вивчення, тому що вони формуються залежно від білкового та вуглеводного комплексу зерна пшениці та інших домішок і значною мірою впливають на основні результати хлібопекарської оцінки хліба. Досліджували реологічні властивості тіста з додаванням борошна люпину вузьколистого до пшеничного на альвеографі. Оцінка реологічних характеристик небродженого тіста визначається за формою отриманих діаграм (рис.). На основі представлених на рисунках кривих, що реєструють у динаміці час утворення тіста, його стійкість, ступінь розрідження, консистенцію та еластичність, можна дійти висновку щодо можливості використання для виготовлення хліба борошняних сумішей з додаванням до пшеничного різних пропорцій (6, 9, 12 і 15 %) борошна люпину вузьколистого. Залежно від сорту люпину вузьколистого такі домішки підвищували пружність тіста від 97 до 144 мм (контроль – 98 мм). Домішування 3 % борошна бобової культури до борошна пшениці в основному не впливало на пружність тіста, однак за додавання борошна люпину сорту Віват цей показник був на 3 мм нижчим від контролю.
Таблиця. Хлібопекарські якості хліба з борошна пшениці озимої м’якої сорту Подолянка залежно від додавання борошна різних сортів люпину вузьколистого, 2017 р.
Дослідженнями встановлено, що додавання люпинового борошна значно впливає на показник розтяжності тіста. При цьому відношення пружності тіста до його розтяжності коливається залежно від сорту люпину та вмісту його борошна у складі борошняної суміші: за додавання 3 % борошна люпину вузьколистого безалкалоїдного – в межах 1,3–1,5; 6 % – 1,7–2,3; 9 % – 2,5–3,1; 12 % – 3,1–4,6; 15 % – 4,0–5,2. На контрольному варіанті (використовувалось лише борошно з пшениці озимої сорту Подолянка) зазначений показник становить 1,1.
Рис. Aльвеограми тіста із сумішей борошна пшениці озимої м’якої (ПБ) та люпину вузьколистого (ЛБ)
Визначальним моментом у додаванні борошна люпину вузьколистого до пшеничного є падіння кривих утворення тіста, що значно чіткіше виражено вже при додатковому залученні навіть 3 % бобового компонента, за якого сила борошна зменшувалась до 232–259 о.а. (контроль 314 о.а.). При цьому водопоглинальна здатність та час утворення тіста мало відрізнялися від контролю (відповідно 58,1 % та 2,0/0,0 хв), коливаючись залежно від сорту люпину в межах 58,5–59,5 % та 2,0–2,5/0,0 хвилин.
Дослідженнями встановлено, що додавання 3 % люпинового борошна до складу пшеничного позитивно вплинуло на об’єм хліба, який зростав до 910–1010 мл (перевищення контролю на 20–120 мл) за загальної хлібопекарської оцінки 7,0–8,1 бала (контроль – 7,0 балів). Борошно такого складу варто використовувати у хлібопекарській промисловості для виготовлення хлібобулочних виробів.
Подальше збільшення частки люпинового борошна у складі пшеничного зменшувало силу борошняної суміші (до 181–224 о.а.) та збільшувало час утворення стійкого тіста (до 4,0–13,0/0,0 хв). Це може бути наслідком гідролітичного розщеплення крохмалю амілазами у процесі замішування, що негативно впливає на показники якості хлібобулочних виробів, у результаті чого об’єм хліба із 100 г борошна зменшувався з 890 мл (ПБ-контроль) до 540–820 мл (ЛБ 9–15 %) із загальною хлібопекарською оцінкою 5,4–6,2 бала.
Проте, в технології бісквітних напівфабрикатів спеціально використовується слабке борошно. Крім того, для бісквітного тіста велике значення має тривалість процесу його замішування. Аналіз фаринограм свідчить, що додавання 6–15 % люпинового борошна до пшеничного у 2,0–2,5 рази збільшує час утворення тіста. Цим визначається об’єм використання борошна люпину вузьколистого на етапі замісу тіста для виготовлення бісквітного напівфабрикату, що сприяє оптимізації технологічного процесу. Такі борошняні суміші неможливо використовувати в технології хлібобулочних виробів, однак вони цілком задовольняють вимоги для виробництва бісквітних напівфабрикатів.
Висновки
Вивчено хімічний склад і технологічні властивості борошна з насіння люпину вузьколистого. З погляду зміни хімічного складу отриманої продукції, її біологічної цінності та технологічних характеристик доцільним є використання борошна люпину як сировини для хлібопекарського виробництва. Встановлено, що борошно люпину вузьколистого підвищує в’язкість і формоутримувальну здатність тіста. Оптимальним для забезпечення належних структурно-механічних властивостей тіста та необхідного підвищення біологічної цінності хліба є додавання не більше 6 % люпинового борошна до загальної маси пшеничного. Кращий ефект забезпечує доза 3 % борошна з нових сортів люпину Олімп, Віват і Віктан, за якої об’єм хліба зростав до 910–1010 мл за загальної хлібопекарської оцінки 7,0–8,1 бала (контроль – 7,0 балів). Винятком є сорт Переможець, за додавання якого об’єм хліба залишався на рівні 880 мл за загальної хлібопекарської оцінки 7,0 балів. Отже, використання борошна люпину вузьколистого безалкалоїдного позитивно впливає на структурно-механічні властивості тіста, а також на технологічний процес виготовлення і якість хлібобулочних виробів.
Список використаних джерел
1. Ключкин В. В. Основные направления переработки и использования пищевых продуктов иѕ семян люпина и амаранта. Хранение и переработка сельхозсырья. 1997. № 9. C. 30–33.
2. Cаломатин A. Д., Tеречик Л. Ф. Применение белка люпина в производстве пищевых продуктов. ПИщевая промышленность. 1999. № 7. C. 38–39.
3. Feldheim W. The use of lupins in human nutrition. Lupin, an ancient crop for the new Millenium : Proceedings of the 9-th International Lupin Conference (Klink/Muritz, Germany, 20–24 June, 1999) / eds. E. Van Santen, M. Wink, S. Weissmann, P. Romer. Canterbury, New Zealand : International Lupin Association, 2000. P. 434–437.
4. Beirăo da Costa, M. L. Lupin technology: a perspective. Advances in lupin research : Proceedings of the 7-th International Lupin Conference (Evora, Portugal, 18–23 April, 1993) / eds. J. M. Neves-Martins, M. L. Beirăo da Costa. Lisboa : Instituto Superior de Agronomia, 1994. P. 492–499.
5. Lampart-Szczapa E., Korczak J., Nogala-Kałucka M., Zawirska-Wojtasiak R. Antioxidant properties of lupin seed products. Food Chemistry. 2003. Vol. 83. P. 279–285.
6. Ballester D., Castro X., Cedra P. et al. Bread quality and nutritional value of ‘Marraqueta’ and ‘Hallulla’ supplemented with full-fat sweet lupin flour (Lupinus albus cv. Multolupa). Int. J. Food Sci. Tech. 1988. V. 23, No. 3. P. 225–231. doi: org/10.1111/j.1365-2621.1988.
7. Camасhо L. H. Production of food legumes in North Africa and thе Near East. Food Legume Crops: Improvement and Production. Rome : Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1977. P. 73–77.
8. Corre-Gammere V. The production of micronized sweet white flour for use as human food. Advances in lupin research : Proceedings of the 7-th International Lupin Conference (Evora, Portugal, 18–23 April, 1993) / eds. J. M. Neves-Martins, M. L. Beirăo da Costa. Lisboa : Instituto Superior de Agronomia, 1994. P. 482–491.
9. Lupins as Crop Plants: Biology, Production, and Utilization / J. S. Gladstones, C. A. Atkins, J. Hamblin (Eds.). Wallingford, Oxon, UK; New York, NY, USA : CAB International, 1998. 465 p.
10. Bunger A., Soto D., Witting E. et аl. Development of food products containing lupin fiber and their effects in elderly people. Lupin, an ancient crop for the new Millenium : Proceedings of the 9-th International Lupin Conference (Klink/Muritz, Germany, 20–24 June, 1999) / eds. E. Van Santen, M. Wink, S. Weissmann, P. Romer. Canterbury, New Zealand : International Lupin Association, 2000. P. 438–439.
11. Wittig de Penna E., Serrano L., Bunger A. et al. Development of lupin-spaghettis for the Elderly. Lupin, an ancient crop for the new Millenium : Proceedings of the 9-th International Lupin Conference (Klink/Muritz, Germany, 20–24 June, 1999) / eds. E. Van Santen, M. Wink, S. Weissmann, P. Romer. Canterbury, New Zealand : International Lupin Association, 2000. P. 448–451.
12. Feldheim W. Fermentation of lupin fibre. Advances in lupin research : Proceedings of the 7-th International Lupin Conference (Evora, Portugal, 18–23 April, 1993) / eds.
13. Bhardwaj H. L. Evaluation of lupin as a new food/feed crop in the US Mid-Atlantic region. Trends in New Crops and New Uses / J. Janick and A. Whipkey (eds.). Alexandria, VA : ASHS Press, 2002. P. 115–119.
14. Методика проведення кваліфікаційної експертиѕи сортів рослин на придатність до поширення в Україні. Методи визначення покаѕників якості продукції рослинництва. 2016. URL: http://sops.gov.ua/uploads/page/5a5f41997447d.pdf
15. Pатошнюк В. I. Використання борошна люпину вуѕьколистого в хлібопекарській промисловості як елемента нетрадиційної борошняної сировини. Функціонування АПK на засадах раціонального природокористування : мат. I Всеукр. наук.-практ. конф. (Полтава, 26 травня 2017) / Полтавська державна аграрна академія. Полтава, 2017. C. 133–137.
16. Pатошнюк В. I. Доцільність використання продуктів переробки безалкалоїдно-го люпину для підвищення харчової і біологічної цінності хлібобулочних виробів. Наукові доповіді HҮБіП ҮeраїнИ. 2017. № 4 (68). URL: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Dopovidi/article/view/9115
17. J. M. Neves-Martins, M. L. Beirăo da Costa. Lisboa : Instituto Superior de Agronomia, 1994. P. 445–451.
