EFFECT OF A COMPLEX PLANT ADDITIVE ON FLOUR MIXES AND WHEAT DOUGH Effect of a Complex Plant Additive on Flour Mixes and Wheat Dough

Введение
Объем производства хлеба и хлебобулочных
изделий снижается, но изделия из муки остаются
продуктам питания повседневного потребления. В
связи с этим перед производителями стоит задача
повышения конкурентоспособности выпускаемой
продукции и придания ей свойств, позволяющих
выделить изделия среди других аналогичных товаров
в своей категории. Кроме того, возросла ориентация
потребителей на здоровый образ жизни, в результате
чего повысились требования к продуктам питания.
Потребители желают приобретать хлеб с улучшенным
составом, повышенной пищевой ценностью и высоким
содержанием «здоровых» добавок [1, 2].
Среди исследований возросло число работ,
нацеленных на повышение пищевой ценности
хлебобулочных изделий [3]. При проведении таких
исследований важно не только создание конечного
продукта с заданным химическим составом, но и
разработка технологии производства.
Одним из главных этапов при производстве
хлебобулочных изделий является замес тестовых
513
Маслов А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525
полуфабрикатов. На данной стадии технологического
процесса происходит формирование структуры
матрикса клейковинных белков, в который включаются
зерна крахмала [4]. Белково-крахмальный матрикс
определяет структурно-механические свойства
готовых хлебобулочных изделий. Реологические харак-
теристики тестовых полуфабрикатов зависят от
свойств клейковины. Они определяются соотношением
и взаимодействием глютенина и глиадина, имеющих
важное значение при формировании вязкоупругих
свойств полуфабрикатов (например, удержание
углекислого газа, выделяющегося при брожении теста)
и качества конечного продукта. Глиадины определяют
вязкость и растяжимость теста, а глютенины обладают
когезионными свойствами и способствуют приданию
тесту прочности и эластичности [5, 6]. На белково-
крахмальный матрикс и структурно-механические
характеристики тестовых полуфабрикатов могут
оказывать влияние обогащающие добавки, вносимые
в тесто [3, 7].
Оценить влияние вносимых добавок на
хлебопекарные свойства мучных смесей и степень
их воздействия на белково-крахмальный матрикс
возможно с помощью различных химических,
технологических и реологических методов. В
хлебопекарной промышленности применяют
несколько приборов, измеряющих реологические
свойства теста: альвеограф, фаринограф, миксограф и
экстенсограф. Наиболее точные результаты измерения
возможно получить с использованием фаринографа
Farinograph-AT [8].
Фаринограф является широко используемым
физическим прибором для измерения реологических
свойств тестовых полуфабрикатов. В фаринографе с
постоянной скоростью происходит замешивание теста,
в процессе которого регистрируется возникающее
сопротивление, на основе чего составляется
фаринограмма. Это диаграмма, на оси абсцисс
которой отмечается время замешивания теста, а на
оси ординат – консистенция, выраженная в единицах
фаринографа (FE). Консистенция пропорциональна
величине крутящего момента лопастей мешалки,
который уравновешивает сопротивление теста
напряжению сдвига [9–12].
Кривая фаринограммы разделена на две части.
Первая часть характеризует стадию развития теста и
отличается увеличением консистенции, отражающей
повышение сопротивления тестового полуфабриката
в процессе смешивания. Вторая часть фаринограммы
начинается при достижении консистенцией своего
пика и дальнейшего снижения, которое вызвано
чрезмерным перемешиванием. Данное снижение
консистенции называется стадией размягчения
теста [13, 14].
Учеными проводятся исследования, которые
показывают, что добавки, повышающие пищевую
ценность хлеба (порошки из семян тыквы, грибов
вешенок, ягод, нетрадиционных зерновых культур и
пророщенных зерен), оказывают влияние на структуру
белково-крахмального матрикса и реологические
характеристики тестовых полуфабрикатов [15–18].
Авторами [19, 20] установлено, что внесение
порошков из семян тыквы и грибов вешенок в муку
повышает водопоглощающую способность мучных
смесей, время образования и устойчивость теста,
но способствует понижению степени разжижения
теста. Недостаточно информации представлено о
влиянии комплекса добавок на водопоглощение
мучных смесей, реологические свойства и структуру
белкового матрикса тестовых полуфабрикатов.
В нашем предыдущем исследовании было
показано, что применение пищевой комплексной
добавки позволяет повысить пищевую ценность
пшеничного хлеба: увеличить содержание белков,
жиров и пищевых волокон и снизить содержание
углеводов [21]. В состав пищевой комплексной
добавки входили следующие компоненты: мука
пшеничная обойная, порошок пророщенной спельты,
порошки семян тыквы, плодовых тел грибов вешенки
и ягод крыжовника, полученных путем сушки сырья в
вибрационной сушилке-мельнице, при соотношении
56,3:25,0:17,2:0,9:0,6 соответственно [2, 22].
Целью исследования являлось изучение влияния
пищевой комплексной добавки на реологические
свойства пшеничного теста, водопоглощение и
состояние белково-протеиназного комплекса
мучных смесей.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования выступали мука
пшеничная высшего сорта (ГОСТ 26574-2017),
мучные смеси и тестовые полуфабрикаты.
Мучные смеси готовили с использованием муки
пшеничной высшего сорта (ГОСТ 26574-2017) и
пищевой комплексной добавки, состоящей из муки
пшеничной обойной, порошков пророщенной спельты,
семян тыквы, плодовых тел грибов вешенки и ягод
крыжовника в соотношении 56,3:25,0:17,2:0,9:0,6
соответственно. Содержание компонентов в составе
пищевой комплексной добавки определено по резуль-
татам экспериментов, представленных в работе [21].
Пищевая комплексная добавка представляет собой
порошок, максимальное количество частиц которого
соответствует диапазону 1–40 мкм. Содержание
основных веществ в добавке на 100 г следующее:
вода – 8,2 г, белки – 13,1 г, жиры – 9,9 г, усвояемые
углеводы – 64,2 г, сырая клетчатка – 2,8 г, зола – 1,9 г.
Пищевую комплексную добавку вносили в муку
пшеничную высшего сорта в концентрациях 10, 16
и 22 % к массе готовых мучных смесей.
Влажность мучных смесей определяли
гравиметрическим методом согласно ГОСТ 9404-88.
Водопоглощение мучных смесей и реологичес-
кие свойства тестовых полуфабрикатов (время
514
Maslov A.V . et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):511–525
образования теста, консистенция, устойчивость,
степень разжижения через 10 мин после старта
и через 12 мин после максимума, показатели ка-
чества) определяли с использованием фаринографа
Farinograph-AT (Brabender, Дуйсбург, Германия)
согласно ГОСТ ISO 5530-1-2013. Тесто готовили
в мешалке фаринографа из мучной смеси массой,
эквивалентной 300 г муки влажностью 14 %, согласно
ГОСТ ISO 5530-1-2013.
Содержание сырой клейковины определяли мето-
дом отмывания клейковины из замешанного теста,
сухой – методом высушивания сырой клейковины,
качество клейковины оценивали по показаниям
прибора ИДК-3М согласно ГОСТ 27839-2013.
Влажность сырой клейковины определяли грави-
метрическим методом и рассчитывали по формуле:
W = (Mсыр.к. – Mсух.к.)∙100/Mсыр.к. (1)
где Mсыр.к. – масса сырой клейковины; Mсух.к. – масса
сухой клейковины; 100 – коэффициент пересчета в %.
Статистический анализ данных, получение
уравнений полиномиальной регрессии второй степени
и определение величины достоверной аппроксима-
ции R2 проводили в MS Excel, корреляционный
анализ – в программе Statistica 13.
Результаты и их обсуждение
Для оценки влияния пищевой комплексной добавки
на водопоглощение мучных смесей и реологические
Рисунок 1. Фаринограмма тестового полуфабриката из пшеничной му ки высшего сорта (контроль)
Figure 1. Farinogram of a semi-finished bakery product from top -grade wheat flour (control)
Время, мин/c
Вращательный момент, FE
00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 28:00 32:00 36:00 40:00 44:00 48:00 52:00 56:00 60:00
700
600
500
400
300
200
100
70,0
65,5
60,0
55,5
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
0,0
5,0
140,0
130,0
120,0
110,0
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Скорость вращения, 1/мин
Температура, °С
0
характеристики тестовых полуфабрикатов проведена
оценка графика фаринограммы контрольного образца
тестового полуфабриката из пшеничной муки высшего
сорта без добавления пищевой комплексной добавки
(рис. 1).
На стадию формирования структуры тестовых
полуфабрикатов влияют два основных процесса:
поглощение воды компонентами мучной смеси
(гидратация) и структурообразование. Последний
процесс заключается в образовании межмолекулярных
дисульфидных связей между белками клейковины
и постепенном формировании пространственно
непрерывной сети клейковины, которая связывает
крахмал и другие компоненты мучной смеси [13, 23].
Благодаря данным процессам консистенция теста
увеличивается. Однако чем медленнее происходит
гидратация компонентов муки, тем более длительнее
становится процесс формирования белково-
крахмального матрикса. Исследователи J. Lefebvre и
N. Mahmoudi установили, что увеличение гидратации
теста приводит к уменьшению его консистенции, в
то время как повышение числа межмолекулярных
связей, образующих сеть клейковины, способствует
улучшению консистенции теста [24].
Стадия формирования структуры тестовых
полуфабрикатов заканчивается в тот момент,
когда продолжающееся перемешивание приводит
к ослаблению консистенции теста, т. е. начинается
стадия размягчения.
515
Маслов А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525
Описанные выше изменения консистенции теста
визуализируются с помощью фаринограммы с одним
пиком и типичны для однородных видов пшеничной
муки, не содержащих улучшителей [13]. Однако
анализ рисунка 1 позволяет сделать вывод о том, что
фаринограмма пшеничной муки высшего сорта без
добавления пищевой комплексной добавки относится
к типу фаринограмм с двумя или несколькими пиками
(максимумами) консистенции. Данный график отли-
чался ростом консистенции до достижения пика через
2,57 мин после начала перемешивания муки и воды в
мешалке фаринографа. Затем наблюдалось снижение
консистенции, после чего на 8–10 мин происходил
повторный рост консистенции, который достиг
второго пика на 33,68 мин замеса. В связи с тем что
во время проведения анализа на кривой наблюдалось
образование второго максимума консистенции, то
время испытания увеличили до 60 мин.
Значение консистенции во время второго
пика фаринограммы (502 FE) превышало это же
значение во время первого пика (495 FE). Из‐за
этого временем образования теста можно считать
второй пик, что технически неверно, т. к. по ГОСТ
ISO 5530-1-2013 время образования теста – это
разность между временем начала добавления воды
и временем появления первых признаков снижения
консистенции. Поэтому моментом образования теста
следует считать первый пик. Образование второго
максимума консистенции нехарактерно для обычной
муки. Итальянские ученые M. Migliori и S. Correra
в своем исследовании показали, что второй пик
консистенции на фаринограмме часто наблюдается,
когда тестовые полуфабрикаты замешиваются из смеси
нескольких видов пшеничной муки, различающихся
физическими параметрами. Например, способностью
связывать воду и размер частиц [12]. Установлено,
что на процесс поглощения воды мучной смесью и
структуру белков клейковины во время замеса теста
могут влиять степень разрушения крахмальных зерен
муки, содержание высокомолекулярных глютенинов
и присутствие добавок с отложенным эффектом на
белково-крахмальный матрикс: пищевые волокна,
антиоксиданты и глюкозоксидаза [25–28].
Следовательно, в данном случае при определении
водопоглощения и реологических характеристик
контрольного образца тестового полуфабриката
корректно принимать во внимание только первый
пик, т. к. второй пик не определялся изначальными
свойствами белково-протеиназного комплекса муки.
Анализ полученных результатов проводился с
использованием в качестве контрольных значений
показателей фаринограммы, рассчитанных по первому
пику.
На рисунках 2–4 представлены фаринограммы
опытных образцов тестовых полуфабрикатов из
пшеничной муки высшего сорта c добавления пищевой
Рисунок 2. Фаринограмма тестового полуфабриката из пшеничной му ки высшего сорта c добавлением пищевой
комплексной добавки в концентрации 10 % к массе мучной смеси
Figure 2. Farinogram of a semi-finished bakery product from top -grade wheat flour with 10% of food complex additive
by flour mix weight
Время, мин/c Скорость вращения, 1/мин
Вращательный момент, FE
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00
700
600
500
400
300
200
100
70,0
65,5
60,0
55,5
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
0,0
5,0
140,0
130,0
120,0
110,0
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Температура, °С
0
516
Maslov A.V . et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):511–525
Рисунок 3. Фаринограмма тестового полуфабриката из пшеничной му ки высшего сорта c добавлением пищевой
комплексной добавки в концентрации 16 % к массе мучной смеси
Figure 3. Farinogram of a semi-finished bakery product from top -grade wheat flour with 16% of food complex additive
by flour mix weight
Время, мин/c
Скорость вращения, 1/мин
Вращательный момент, FE
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00
700
600
500
400
300
200
100
70,0
65,5
60,0
55,5
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
0,0
5,0
140,0
130,0
120,0
110,0
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Температура, °С
0
Время, мин/c
Скорость вращения, 1/мин
Вращательный момент, FE
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00
700
600
500
400
300
200
100
70,0
65,5
60,0
55,5
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
0,0
5,0
140,0
130,0
120,0
110,0
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Температура, °С
0
Рисунок 4. Фаринограмма тестового полуфабриката из пшеничной му ки высшего сорта c добавлением пищевой
комплексной добавки в концентрации 22 % к массе мучной смеси
Figure 4. Farinogram of a semi-finished bakery product from top -grade wheat flour with 22% of food complex additive
by flour mix weight
517
Маслов А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525
комплексной добавки в концентрации 10, 16 и 22 %
к массе мучных смесей.
Рисунки 2–4 демонстрируют, что фаринограм-
мы тестовых полуфабрикатов, приготовленных из
мучных смесей с пищевой комплексной добавки,
характеризовались наличием одного пика кон-
систенции. Полученные результаты говорят о влиянии
пищевой комплексной добавки на формирование
структуры белково-крахмального матрикса тестовых
полуфабрикатов во время их замеса.
На рисунках 5–8 представлен математический
анализ фаринограмм в виде графических иллюстра-
ций и уравнений регрессии (полиномы второй
степени), характеризующих влияние пищевой
комплексной добавки на водопоглощение мучных
смесей и реологические свойства тестовых
полуфабрикатов.
Показатель водопоглощения определяет количество
воды, которое необходимо для получения теста
требуемой консистенции. В данном исследовании
определяли влияние пищевой комплексной добавки
на водопоглощение и влажность мучных смесей.
Результаты представлены на рисунке 5.
Данные рисунка 5 показывают, что внесение
пищевой комплексной добавки в пшеничную
муку высшего сорта способствовало повышению
показателя водопоглощения. Оно соответствовало
фактическому пику консистенции и влажности
мучных смесей, а также водопоглощению, скор-
ректированному на требуемую консистенцию
500 FE. Увеличение указанных показателей при
повышении концентрации пищевой комплек-
сной добавки соответствовало полиномиальной
регрессии второй степени. Это подтверждается
соответствующими величинами достоверной
аппроксимации R2.
В технологии хлебопечения наиболее важным
является показатель водопоглощения, скоррек-
тированный на базисную влажность мучных
смесей 14,0 %. Он позволяет сравнить между
собой водопоглощение смесей, имеющих разную
фактическую влажность. Более высокое водопогло-
щение указывает на то, что для достижения желаемой
консистенции требуется больше воды [3, 6, 20].
Анализ данных рисунка 5 показывает, что увеличение
концентрации пищевой комплексной добавки
в мучных смесях приводило к снижению их
влажности. При дозировках пищевой комплекс-
ной добавки 10, 16 и 22 % показатель влажности
мучных смесей уменьшился на 6,0, 6,9 и 7,7 %
соответственно по сравнению с пшеничной мукой
высшего сорта. Полученные данные объясняются
Рисунок 5. Влияние пищевой комплексной добавки на влажность и в одопоглощение мучных смесей
Figure 5. Effect of the complex additive on the moisture and wa ter absorption of the flour mixes
60,3
60,5
61,3
61,5
60,2
60,8
61,2
61,2
58,9
58,6
58,9 58,8
12,92
12,14
12,03 11,92
y = 0,0015x2 + 0,0264x + 60,263
R² = 0,9129
y = – 0,0017x2 + 0,0857x + 60,186
R² = 0,9797
y = 0,0012x2 – 0,0271x + 58,875
R² = 0,2924
y = 0,0024x2 – 0,0966x + 12,911
R² = 0,9914
11,8
12,0
12,2
12,4
12,6
12,8
13,0
13,2
58,0
58,5
59,0
59,5
60,0
60,5
61,0
61,5
62,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Влажность, %
Водопоглощение, %
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Водопоглощение, соответствующее фактическим пику консистенции и
влажности мучных смесей, %
Водопоглощение, скорректированное на требуемую консистенцию 500 FE, %
Водопоглощение, скорректированное на базисную влажность 14,0 %, %
Влажность мучных смесей, %
60,3
60,5
61,3
61,5
60,2
60,8
61,2
61,2
58,9
58,6
58,9 58,8
12,92
12,14
12,03 11,92
y = 0,0015x2 + 0,0264x + 60,263
R² = 0,9129
y = – 0,0017x2 + 0,0857x + 60,186
R² = 0,9797
y = 0,0012x2 – 0,0271x + 58,875
R² = 0,2924
y = 0,0024x2 – 0,0966x + 12,911
R² = 0,9914
11,8
12,0
12,2
12,4
12,6
12,8
13,0
13,2
58,0
58,5
59,0
59,5
60,0
60,5
61,0
61,5
62,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Влажность, %
Водопоглощение, %
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Водопоглощение, соответствующее фактическим пику консистенции и
влажности мучных смесей, %
Водопоглощение, скорректированное на требуемую консистенцию 500 FE, %
Водопоглощение, скорректированное на базисную влажность 14,0 %, %
Влажность мучных смесей, %
518
Maslov A.V . et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):511–525
более низкой влажностью пищевой комплексной
добавки, которая зависит от влажности входящих
в ее состав компонентов.
В связи с уменьшением влажности мучных
смесей при увеличении дозировок пищевой
комплексной добавки наблюдалось незначительное
снижение показателя водопоглощения, скор-
ректированного на базисную влажность мучных
смесей 14,0 %. Данный показатель снижался при
концентрациях пищевой комплексной добавки к
массе мучной смеси 10 и 22 % на 0,51 и 0,17 %
соответственно по сравнению с контролем. При
концентрации пищевой комплексной добавки
16 % показатель водопоглощения был равен
контрольному.
Водопоглощение пшеничной муки зависит от
крупности помола, степени повреждения крахмала,
количества пентозанов, а также содержания белка,
пищевых волокон, прочности клейковины и других
факторов [9, 29, 30]. Согласно литературным
Рисунок 6. Влияние пищевой комплексной добавки на время образов ания теста и качество клейковины
по показаниям прибора ИДК-3М
Figure 6. Effect of the complex additive on the dough formation time and gluten quality
2,57
2,08
2,07
1,55
21
35
34
38
y = – 0,0007x2 – 0,0283x + 2,5461
R² = 0,9262
y = – 0,0376x2 + 1,5411x + 21,399
R² = 0,9372
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Качество клейковины,
ед. приб. ИДК-3М
Время образования теста, мин
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Время образования теста, мин Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
24,9
26,6
25,4
25
10,63
10,98
10,27 10,2
y = – 0,0108x2 + 0,2298x + 24,982
R² = 0,7556
y = 0,0029x2 + 0,0383x + 10,674
R² = 0,6654
10,0
10,2
10,4
10,6
10,8
11,0
11,2
24,5
25,0
25,5
26,0
26,5
27,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Содержание сухой клейковины, %
Содержание сырой клейковины, %
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Содержание сырой клейковины, % Содержание сухой клейковины, %
Рисунок 7. Влияние пищевой комплексной добавки на содержание сы рой и сухой клейковины в мучных смесях
и влажность сырой клейковины
Figure 7. Effect of the complex additive on the content of raw and dry gluten in flour mixes and the moisture content of raw g luten
24,9
26,6
25,4
25
10,63
10,98
10,27 10,2
y = – 0,0108x2 + 0,2298x + 24,982
R² = 0,7556
y = 0,0029x2 + 0,0383x + 10,674
R² = 0,6654
10,0
10,2
10,4
10,6
10,8
11,0
11,2
24,5
25,0
25,5
26,0
26,5
27,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Содержание сухой клейковины, %
Содержание сырой клейковины, %
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Содержание сырой клейковины, % Содержание сухой клейковины, %
519
Маслов А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525
данным семена тыквы, грибы вешенки и спельта
отличаются высоким содержанием белка и пищевых
волокон [31–33]. Благодаря этому при увеличении
концентрации пищевой комплексной добавки
водопоглощение опытных смесей оставалось
примерно равным контролю, несмотря на умень-
шение их влажности.
Внесение пищевой комплексной добавки
оказывало влияние на все показатели реологических
свойств теста. Результаты анализа фаринограмм,
представленные на рисунке 6, показывают, что
время образования теста сокращалось по мере
добавления пищевой комплексной добавки в мучную
смесь. При концентрациях пищевой комплексной
добавки 10, 16 и 22 % к массе мучной смеси время
образования теста сокращалось на 19,1, 19,5 и
39,7 % соответственно по сравнению со временем
образования теста из пшеничной муки высшего
сорта.
W. Biel с соавторами предположили, что время
образования теста зависит от количества и качества
клейковины и ее водосвязывающей способности [17].
Поэтому в данном исследовании оценивали влия-
ние пищевой комплексной добавки на содержание
Рисунок 8. Влияние пищевой комплексной добавки на устойчивость и показатель качества (FQN) тестовых
полуфабрикатов: a – сравнение опытных образцов с контролем; b – сравнение между опытными образцами
Figure 8. Effect of the complex additive on the stability and q uality index of the semi-finished bakery products:
a – test samples vs. control; b – comparative analysis of test samples
a
50,55
4,13 4,85
4,11
555
46 48 40
y = 0,183x2 – 6,0263x + 49,793
R² = 0,9759
y = 1,9976x2 – 66,19x + 547,04
R² = 0,9782
–100
0
100
200
300
400
500
600
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Показатель качества фаринографа (FQN),
мм
Устойчивость, мин
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Устойчивость, мин Показатель качества фаринографа (FQN), мм
4,13
4,85
4,11
46
48
40
y = – 0,0203x2 + 0,6472x – 0,3144
R² = 1
y = – 0,1389x2 + 3,9444x + 20,444
R² = 1
32
34
36
38
40
42
44
46
48
4,0
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
5,0
10 12 14 16 18 20 22
Показатель качества фаринографа (FQN),
мм
Устойчивость, мин
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Устойчивость, мин Показатель качества фаринографа (FQN), мм
4,13
4,85
4,11
46
48
40
y = – 0,0203x2 + 0,6472x – 0,3144
R² = 1
y = – 0,1389x2 + 3,9444x + 20,444
R² = 1
32
34
36
38
40
42
44
46
48
4,0
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
5,0
10 12 14 16 18 20 22
Показатель качества фаринографа (FQN),
мм
Устойчивость, мин
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Устойчивость, мин Показатель качества фаринографа (FQN), мм
b
520
Maslov A.V . et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):511–525
сырой и сухой клейковины в мучных смесях, а также
влажность и качество сырой клейковины. Резуль-
таты исследований и их математическая обработка
представлены на рисунках 6–8.
Корреляционный анализ данных показал, что
наблюдалась отрицательная взаимосвязь между качест-
вом клейковины (ед. приб. ИДК-3М) и временем
образования теста: коэффициент корреляции R = – 0,91
при уровне значимости P = 0,087. Увеличение
растяжимости клейковины приводило к уменьшению
времени образования теста. Полученные данные
подтверждают гипотезу W. Biel с соавторами [ 17].
Данные рисунка 7 показывают, что при кон-
центрациях пищевой комплексной добавки 10,
16 и 22 % к массе мучной смеси содержание
сырой клейковины возрастало на 6,4, 2,0 и 0,4 %
соответственно по сравнению с контролем. Со-
держание сухой клейковины при концентрации
пищевой комплексной добавки 10 % к массе мучной
смеси возрастало на 3,3 %, а при дозировках 16 и
22 % уменьшалось на 3,4 и 4,0 % соответственно по
отношению к контролю. Расхождения в содержании
сырой и сухой клейковины в мучных смесях
связано с тем, что пищевая комплексная добавка
оказывала влияние на формирование белкового
матрикса в процессе набухания и отмывания
клейковины. Согласно данным S. H. V. Cornet с
соавторами клейковинные белки при гидратации
могут взаимодействовать с неглютеновой фазой,
что приводит к снижению их коэффициента набуха-
ния [33]. Поэтому во время отмывания клейковины
вместе с крахмалом и другими неглютеновыми
компонентами мучных смесей произошло отделение
части клейковинных белков. В результате содержание
сухой клейковины в мучных смесях с пищевой
комплексной добавкой было ниже, по сравнению
с контролем, чем содержание сырой клейковины.
При увеличении концентрации пищевой комп-
лексной добавки наблюдалось повышение влажности
сырой клейковины (рис. 7). При концентрациях
пищевой комплексной добавки 10, 16 и 22 % к
массе мучной смеси показатель влажности сырой
клейковины увеличивался на 2,4, 3,9 и 3,5 % соот-
ветственно по сравнению с контролем. Согласно
требованиям ГОСТ 27839-2013 высушивание отмытой
клейковины ведут до момента ее прилипания.
Внесение пищевой комплексной добавки в пшеничную
муку высшего сорта привело к ослаблению связей
между белками клейковины. В результате этого
клейковина приобрела большую эластичность и стала
более липкой, чем контроль. Данное предположение
подтверждается также показаниями прибора
ИДК-3М (рис. 6), которые возрастали при
концентрации пищевой комплексной добавки 10,
16 и 22 % к массе мучной смеси на 66,7, 61,9 и
81 % соответственно по сравнению с контролем.
Ослабление клейковины обусловлено действием
пророщенной спельты, порошками семян тыквы и
грибов вешенки, которые входят в состав пищевой
комплексной добавки.
Вследствие неестественной пологости фари-
нограммы пшеничной муки высшего сорта без
добавления пищевой комплексной добавки указанные
показатели для опытных образцов мучных смесей
следует сравнивать не с контролем, а друг с другом
для достижения репрезентативности результатов.
Показатели устойчивости, качества и степени
разжижения, рассчитанные по кривой фаринограммы
с двумя пиками консистенции, невозможно сравнивать
с показателями, которые рассчитаны по кривой
фаринограммы с одним пиком консистенции. В связи
с этим на рисунках 8 и 9 показаны данные по влиянию
пищевой комплексной добавки на устойчивость,
показатели качества и степень разжижения тестовых
полуфабрикатов через 10 мин после старта и 12 мин
после достижения максимума в сравнении с контролем
(a) и между опытными образцами ( b).
Устойчивость теста – это разница во времени
между точкой, где вершина кривой впервые
пересекает линию 500 FE, и точкой, где вер-
шина кривой повторно пересекает линию 500 FE.
Показатель качества фаринографа (FQN)
характеризует устойчивость консистенции теста
в процессе замеса и определяется как расстояние
по горизонтальной оси от начала замешивания
до момента, когда консистенция снизится от
уровня пика середины кривой на 30 единиц. Среди
опытных образцов тестовых полуфабрикатов
наибольшие показатели устойчивости теста и
качества фаринографа имел образец с дозировкой
пищевой комплексной добавки в количестве 16 %
к массе мучной смеси.
Среди опытных образцов тестовых полу-
фабрикатов наименьшую степень разжижения
(рис. 9) имел образец с концентрацией пищевой
комплексной добавки 16 % к массе мучной смеси.
Степень разжижения через 10 мин после старта
у данного образца была на 19,0 и 3,9 % ниже,
чем у опытных образцов с дозировками 10 и
22 %. Степень разжижения через 12 мин после
максимума характеризовалась примерно такими
же величинами: была ниже на 10,3 и 7,9 % по
сравнению с опытными образцами с дозировками
пищевой комплексной добавки 10 и 22 % к массе
мучной смеси. Полученные данные коррелируют с
данными рисунка 8 и подтверждают, что тестовый
полуфабрикат, приготовленный с пищевой
комплексной добавкой в концентрации 16 % к
массе мучной смеси, был наиболее устойчивым к
потере консистенции из-за перемешивания. Данная
концентрация пищевой комплексной добавки
способствовала образованию более устойчивого
клейковинного каркаса теста по сравнению с
дозировками 10 и 22 % к массе мучной смеси.
521
Маслов А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525
Внесение пищевой комплексной добавки в
пшеничную муку высшего сорта приводило к
понижению показателей устойчивости теста,
качества фаринографа и повышению степеней
разжижения (через 10 мин после старта и 12 мин
после достижения максимума) по сравнению с пше-
ничной мукой высшего сорта без внесения пищевой
комплексной добавки (рис. 8 и 9). Уравнения
полиномиальной регрессии, описывающие данные
изменения показателей по отношению к контролю,
характеризовались более низкими величинами
достоверной аппроксимации R2, по сравнению с
такой же величиной для уравнений полиномиальной
регрессии, полученных при сравнении между собой
данных опытных образцов.
Для определения взаимосвязи между показателями,
характеризующими свойства клейковины, и
показателями фаринографа был проведен кор-
реляционный анализ. Диаграммы рассеяния,
характеризующие зависимость между указанными
показателями, приведены на рисунке 10.
В результате анализа экспериментальных данных
установлено, что существовала статистически
достоверная отрицательная зависимость между
качеством сырой клейковины (ед. приб. ИДК-3М) и
устойчивостью тестовых полуфабрикатов (R = – 0,98,
P = 0,02), а также показателем качества фаринографа
(R = – 0,98, P = 0,02). Наблюдалась статистически
достоверная положительная зависимость между
качеством сырой клейковины (ед. приб. ИДК-3М)
и степенью разжижения теста через 12 мин после
максимума (R = 0,98, P = 0,02). Полученные
результаты подтверждают надежность данных,
полученных с использованием фа ринографа.
Выводы
В результате проведенных исследований изучено
влияние пищевой комплексной добавки на реологиче-
ские свойства пшеничного теста, водопоглощение и
состояние белково-протеиназного комплекса мучных
смесей.
Установлено, что внесение пищевой комплексной
добавки в пшеничную муку высшего сорта в
концентрациях 10 и 22 % к массе мучной смеси при-
водило к снижению показателя водопоглощения,
скорректированного на базисную влажность мучных
смесей, на 14,0, 0,51 и 0,17 % соответственно по
сравнению с контролем. Однако при концентрации
16 % указанный показатель равен контрольному.
При концентрациях пищевой комплексной добавки
10, 16 и 22 % к массе мучной смеси время образования
теста сокращалось на 19,1, 19,5 и 39,7 % соответственно
по сравнению со временем образования теста из
пшеничной муки высшего сорта.
Изучено влияние пищевой комплексной добавки
на свойства клейковины пшеничной муки высшего
24
63
51 53
18
78 70
76
y = – 0,1657x2 + 4,7672x + 25,341
R² = 0,8552
y = – 0,223x2 + 7,3144x + 19,555
R² = 0,9335
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Степень разжижения, FE
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Степень разжижения через 10 мин после старта, FE
Степень разжижения по стандарту ICC
(через 12 мин после максимума), FE
24
63
51 53
18
78 70
76
y = – 0,1657x2 + 4,7672x + 25,341
R² = 0,8552
y = – 0,223x2 + 7,3144x + 19,555
R² = 0,9335
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Степень разжижения, FE
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Степень разжижения через 10 мин после старта, FE
Степень разжижения по стандарту ICC
(через 12 мин после максимума), FE
63
51
53
78 70
76
y = 0,1944x2 – 7,0556x + 114,11
R² = 1
y = 0,1944x2 – 6,3889x + 122,44
R² = 1
40
45
50
55
60
65
70
75
80
10 12 14 16 18 20 22
Степень разжижения, FE
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
(через 12 мин после максимума), FE
24
63
51 53
18
78 70
76
y = – 0,1657x2 + 4,7672x + 25,341
R² = 0,8552
y = – 0,223x2 + 7,3144x + 19,555
R² = 0,9335
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Степень разжижения, FE
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
(через 12 мин после максимума), FE
63
51
53
78 70
76
y = 0,1944x2 – 7,0556x + 114,11
R² = 1
y = 0,1944x2 – 6,3889x + 122,44
R² = 1
40
45
50
55
60
65
70
75
80
10 12 14 16 18 20 Степень разжижения, FE
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Степень разжижения через 10 мин после старта, FE
Степень разжижения по стандарту ICC
(через 12 мин после максимума), 24
63
51 53
18
78 70
76
y = – 0,1657x2 + 4,7672x + 25,341
R² = 0,8552
y = – 0,223x2 + 7,3144x + 19,555
R² = 0,9335
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Степень разжижения, FE
Концентрация ПКД к массе мучной смеси, %
Степень разжижения через 10 мин после старта, FE
Степень разжижения по стандарту ICC
(через 12 мин после максимума), FE
a b
Рисунок 9. Влияние пищевой комплексной добавки на степень разжи жения тестовых полуфабрикатов через 10
мин после старта и 12 мин после максимума: a – сравнение опытных образцов с контролем; b – сравнение между
опытными образцами
Figure 9. Effect of the complex additive on the liquefaction of semi-finished bakery products 10 min after the start and 12 mi n after the
maximum: a – test samples vs. control; b – comparative analysis of test samples
522
Maslov A.V . et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(3):511–525
сорта. При концентрациях пищевой комплексной
добавки 10, 16 и 22 % к массе мучной смеси содержание
сырой клейковины возрастало на 6,4, 2,0 и 0,4 %
соответственно по сравнению с контролем. Содер-
жание сухой клейковины при концентрации
пищевой комплексной добавки 10 % к массе мучной
смеси возрастало на 3,3 %, а при дозировках 16 и
22 % уменьшалось на 3,4 и 4,0 % соответственно
по отношению к контролю. Показатель качества
сырой клейковины по показаниям прибора ИДК-3М
возрастал при концентрации пищевой комплексной
добавки 10, 16 и 22 % к массе мучной смеси на
66,7, 61,9 и 81 % соответственно по сравнению с
контролем. Показатель влажности сырой клейковины
при концентрациях пищевой комплексной добавки
10, 16 и 22 % к массе мучной смеси увеличивался
на 2,4, 3,9 и 3,5 % соответственно по сравнению с
контролем. Обнаружена отрицательная взаимосвязь
между качеством клейковины (ед. приб. ИДК-3М) и
временем образования теста (R = –0,91, P = 0,087).
Среди опытных образцов тестовых полуфабрикатов
наибольшие показатели устойчивости теста и качества
фаринографа, а также наименьшую степень разжижения
теста (через 10 мин после старта и через 12 мин после
максимума) имел образец с дозировкой пищевой
комплексной добавки в количестве 16 % к массе
мучной смеси.
Определена статистически достоверная отрица-
тельная зависимость между качеством сырой клейко-
вины (ед. приб. ИДК-3М) и устойчивостью тестовых
полуфабрикатов (R = – 0,98, P = 0,02), а также
показателем качества фаринографа (R = – 0,98,
Рисунок 10. Диаграммы рассеяния, характеризующие зависимость ме жду свойствами клейковины и показателями
фаринографа
Figure 10. Scatterplots of gluten properties vs. farinograph parameters
y = – 2,9959x + 111,78
R² = 0,9535
-10
0
10
20
30
40
50
60
20 25 30 35 40
Устойчивость, мин
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
y = 3,7176x – 58,465
R² = 0,9617
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 25 30 35 40
Степень разжижения через
12 мин после максимума, FE
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
y = – 33,124x + 1232,2
R² = 0,9547
-100
0
100
200
300
400
500
600
20 25 30 35 40
Показатель качества фаринографа
(FQN), мм
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
y = – 2,9959x + 111,78
R² = 0,9535
-10
0
10
20
30
40
50
60
20 25 30 35 40
Устойчивость, мин
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
y = 3,7176x – 58,465
R² = 0,9617
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 25 30 35 40
Степень разжижения через
12 мин после максимума, FE
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
y = – 33,124x + 1232,2
R² = 0,9547
-100
0
100
200
300
400
500
600
20 25 30 35 40
Показатель качества фаринографа
(FQN), мм
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
a b
y = – 2,9959x + 111,78
R² = 0,9535
-10
0
10
20
30
40
50
60
20 25 30 35 40
Устойчивость, мин
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
y = 3,7176x – 58,465
R² = 0,9617
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 25 30 35 Степень разжижения через
12 мин после максимума, FE
Качество сырой клейковины, ед. приб. y = – 33,124x + 1232,2
R² = 0,9547
-100
0
100
200
300
400
500
600
20 25 30 35 40
Показатель качества фаринографа
(FQN), мм
Качество сырой клейковины, ед. приб. ИДК
c
523
Маслов А. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 511–525
P = 0,02). Установлена статистически достоверная
положительная зависимость между качеством сырой
клейковины (ед. приб. ИДК-3М) и степенью разжиже-
ния теста через 12 мин после максимума (R = 0,98,
P = 0,02).
Практическая значимость исследования заклю-
чается в том, что результаты работы могут быть
использованы в процессе производства обогащенных
хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего
сорта с использованием пищевой комплексной добавки
при расчете количества воды на замес тестовых
полуфабрикатов и определении продолжительности
замеса. Для получения стандартной консистенции теста
количество воды на замес тестовых полуфабрикатов с
пищевой комплексной добавкой в концентрациях 10 и
22 % к массе мучной смеси следует снизить на 0,51 и
0,17 % соответственно от расчетного количества воды.
Продолжительность замеса тестовых полуфабрикатов
с пищевой комплексной добавкой в концентрациях 10,
16 и 22 % к массе мучных смесей должна составлять
2,08, 2,07 и 1,55 мин соответственно.
Целесообразно продолжить дальнейшие иссле-
дования в направлении изучения влияния пищевой
комплексной добавки на газообразующую и газо-
удерживающую способности, а также на структурно-
механические свойства тестовых полуфабрикатов в
процессе брожения и расстойки.
Критерии авторства
А. В. Маслов – аналитический обзор литератур-
ных источников, проведение экспериментальных
исследований, анализ экспериментальных данных,
корректировка рукописи. З. Ш. Мингалеева и
Т. А. Ямашев – администрирование и разработка
концепции исследования, корректировка рукописи.
Н. Ф. Шибаева – проведение экспериментальных
исследований.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
интересов.
Благодарности
Выражаем благодарность ООО «Брабендер» за
возможность проведение исследований на приборе
Farinograph-AT.
Contribution
A.V. Maslov reviewed research publications,
performed the experimental research, analyzed the
experimental data, and proofread the manuscript.
Z.Sh. Mingaleeva and T.A. Yamashev developed
the research concept and corrected the manuscript.
N.F. Shibaeva performed the experimental studies.
Conflict of interest
The authors declare that there is no conflict of interest
regarding the publication of this article.
Acknowledgements
The authors express their deepest gratitude to
Brabender LLC for lending their Farinograph-AT device.