Исследование физико-химических свойств зернобобового сырья для получения сухих функциональных смесей

Введение: Использование богатых белком бобовых культур совместно с зерновым сырьем и пряностями, обладающими повышенной биологической ценностью, позволяет обогатить продукты биодоступными антиоксидантами фенольной природы и сбалансировать аминокислотный состав. Полученные сухие функциональные смеси будут воздействовать на основные физиологические процессы организма и укреплять иммунитет. 

Цель: выявить взаимосвязь сухих функциональных смесей, их свойств от физико-химических показателей зернобобового сырья, а также влияние СФС на качество мучных кулинарных изделий. Объекты исследования: сырье, сухие функциональные смеси, помольные партии, свойства, мучные кулинарные изделия. 

Материалы и методы: в работе использованы стандартные методы исследований. Использован микрометр для определения геометрических показателей зерна; набор сит при рассеве измельченных мучных компонентов и установлении гранулометрического состава; определение показателей качества зерна и полученной муки по ГОСТ 10840-64; ГОСТ 10987-76; ГОСТ 13586.5-93 и ГОСТ 8.434-81. Для исследований использовано сырье 2024 года. Зерновые и бобовые культуры выращены в Ростовской и Московской области.

Результаты: Определены функционально-технологические свойства сухих функциональных смесей (СФС): гранулометрический состав, степень измельчения; физико-химические показатели зернобобового сырья: геометрические параметры, форма зерновки. Подобраны состав и определена последовательность помола в технологической цепочке получения СФС. Оптимизированы ингредиенты СФС относительно сбалансированного аминокислотного состава. Для смеси 3/ВС-2 они составляют, %:  пшено – 24, крупа перловая - 12, чечевица - 26,3, полба - 11, овес - 6, горох – 23, семена кориандра - 0,3, душистый перец - 0,2, а для смеси 4ДС-3 подобраны следующие компоненты: полба - 5, пшено – 24, крупа перловая - 9, рожь - 9, гречиха – 37, горох – 15, душистый перец - 0,2). Степень измельчения СФС 224мкм. 

Выводы: полученные результаты могут быть использованы при производстве мучных кулинарных изделий в предприятиях общественного питания, а также на минипекарнях. Технологические свойства зернобобового сырья являются критериями для выбора схем помола и получения оптимального выхода порошкообразных сухих функциональных смесей.

1. Алексеев, Г. В., Пальчиков, А. Н., Карпачев, В. Н., & Золотарева, А. А. (2017). Патент РФ на полезную модель № 170192. Струйный диспергатор пищевых добавок Университет ИТМО; № 2016144539.

2. Божко, С. Д., Ершова, Т. А., Чернышева, А. Н., & Черногор, А. М. (2020). Бобовые культуры - перспективное сырье для пищевой промышленности. Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания, (2), 59-64. https://doi.org/10.24411/2311-6447-2020-10043

3. Васюкова, А. Т., Сусликов, А. В., & Филипенко, Т. А. (2001а). Исследование влияния качества измельчения зерна и выхода муки на свойства хлебобулочных изделий. В Сборнике трудов ДонГУЭТ (с. 103-107).

4. Васюкова, А. Т., Сусликов, А. В., Ярошева, А. И., & Макаренко, Л. И. (2001б). Исследование влияния качества измельчения зерна и выхода муки на свойства хлебобулочных изделий. В Сборнике трудов ПКИ (с. 68-71).

5. Васюкова, А. Т., Клюзов, Б. Н., Корнейко, А. А., Моргун, В. А., Сусликов, А. В., & Ярошева, А. И. (2002). Нетрадиционные технологии переработки и использования зерновых культур. Донбасс.

6. Глаголева, Л. Е., Зацепилина, Н. П., Ковалева, Е. Н., & Санберг, А. В. (2022). Рецептурно-технологические решения сухой смеси с заданными функциональными свойствами. Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, (2), 25-28. https://doi.org/10.24412/2311-6447-2022-2-25-31

7. Косован, А. П., Шлеленко, Л. А., Тюрина, О. Е., & Шарафетдинова, Х. Х. (2011). Патент РФ № 2434438C1 Смесь диабетическая для хлебобулочных изделий с использованием гречневой муки (варианты). ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии.

8. Курочкин, А. А., & Новикова, О. А. (2023). Поликомпонентная пищевая добавка на основе овощной фасоли. Инновационная техника и технология, 10(2), 19–24.

9. Муратбаев, А. М., Асенова, Б. К., Нурумхан, Г. Н., & Арпнова, Э. Ж. (2015а). Исследование композитной муки. Вестник ГУ имени Шакарима города Семей, 4(72), 42-46.

10. Муратбаев, А. М., Асенова, Б. К., Касымов, С. К., Нурымхан, Г. Н., & Нургазезова, А. Н. (2015б). Обогащение муки зерновыми культурами. В Пища и экология качество, 1, (с. 638-642).

11. Постникова, И. В., Блиничев, В. Н., & Кравчик, Я. (2015) Струйные мельницы. Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение, (2(42)), 144- 146.

12. Романчиков, С. А., Алексеев Г. В., Леу А. Г., & Карпачев Д. В. (2017). Измельчение пищевого сырья нетрадиционными способами. Хранение и переработка сельхозсырья, (9), 24-29.

13. Санжаровская, Н. С., Сокол, Н. В., Храпко, О. П., Мамедов, К. С., & Романова, Н. Н. (2018). Хлебопекарные свойства композитных смесей муки из зерна пшеницы и полбы. Новые технологии / New technologies, (3), 60-65.

14. Текутьева, Л. А., Ершова, Т. А., Божко, С. Д., Сон, О. М., & Фищенко, Е. С. (2015). Патент РФ № 2562221C1. Состав каши быстрого приготовления. Дальневосточный Федеральный Университет (ДвФУ).

15. Типсина, H. H., & Селезнева, Г. К. (2015). Льняная мука как биологически активная пищевая добавка. Вестник КрасГАУ, (3), 57 – 58.

16. Чижикова, О. Г., Коршенко, Л. О., & Павлова, М. А. (2017). Разработка композитных мучных смесей с использованием измельченных семян чечевицы. Техника и технология пищевых производств, 46(3), 89- 94.

17. Boukid, F., Vittadini, E., Lusuardi, F., Ganino, T., Carini, E., Morreale, F., & Pellegrini, N. (2019). Does cell wall integrity in legume flour affect the physicochemical quality and in vitro starch hydrolysis of gluten-free bread? Journal of Functional Foods, 59, 110–118. https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.05.034

18. Yu, D., Chen, Y. D., Ma, J., Sun, H., Yuan, Yu., Ju, Q., Teng, Yu., Yang, M., Li, W., Fujita, K., Tatsumi, E., & Luan, G. (2018). Effect of different milling methods on the physicochemical properties of common buckwheat flour. LWT, 92, 220–226. https://doi.org.10.1016/j.lwt.2018.02.033

19. Dhital, S, Bhattarai, R. R., Gorham, J., & Gidley, M. J. (2016). Intact cell wall structure controls in vitro starch digestion in legumes. Food & Function, 7, 1367–1379. https://doi.org.10.1039/C5FO01104C

20. Drakos, A., Kyriakakis, G., Evageliou, V., Protonotariou, S., Mandala, I., & Ritzoulis, C. (2017). Effect of jet milling and particle size on the composition, physicochemical and mechanical properties of barley and rye flour. Food Chemistry, 215, 326–332. https://doi.org.10.1016/j.foodchem.2016.07.169

21. He, S., Qin, Y., Walid, E., Li, L., Cui, J., & Ma, Y. (2014) The influence of ball milling on the physicochemical properties of corn starch. Biotechnology Reports, 3, 54–59. https://doi.org.10.1016/j.btre.2014.06.004

22. Hou, D., Yousaf, L., Xue, Y., Hu, J., Wu, J., Hu, X., Feng, N., & Shen, Q. (2019). Mung bean (Vigna radiata L.): Bioactive polyphenols, polysaccharides, peptides, and health benefits. Nutrients, 11(6), 1238. https://doi.org/10.3390/nu11061238

23. Jeong, D., Han, J. A., Liu, Q., & Chung, H. J. (2019) Effect of processing, storage and modification on in vitro starch digestion characteristics of legumes: a review. Food Hydrocolloids, 90, 367–376. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.12.039

24. Jonnalagadda, S. S., Harnack, L, Hai Liu, R., McKeown, N., Seal, C., Liu, S., & Fahey, G. C. (2011). Putting the whole grain puzzle together: Health benefits associated with whole grains - Summary of the 2010 American Society of Nutrition Satellite Symposium. Journal of Nutrition, 141, 1011S–1022S. https://doi.org/10.3945/jn.110.132944

25. Kurnia, R., & Foster, T. J. (2018). Effect of ball milling on the structural, thermal and rheological properties of oat bran protein flour. Journal of Food Engineering, 229, 50–56. https://doi.org/ 10.1016/j.jfoodeng.2017.10.024

26. Lazaridou, A., Vouris, D. G., Zoumpoulakis, P., & Biliaderis, C. G. (2018). Physicochemical properties of flour and dough from jet flour from wheat. Food Hydrocolloids, 80, 111–121.https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.01.044

27. Lee, Y. T., Shim, M. J., Goh, H. K., Mok, C., & Puligundla, P. (2018). Effect of jet milling on the physicochemical properties, gelatinization properties and starch digestibility in vitro of germinated brown rice flour. Food Chemistry, 282, 164–168. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.07.179

28. Liu, Yi., Xiu, M., Wu, H., Jing, L., Gong, B., Gou, M., Zhao, K., & Li., W. (2018). Compositional, physicochemical and functional properties of sprouted mung bean flour and its addition to the quality of wheat flour noodles. Journal of Food Science and Technology, 55, 5142–5152. https://doi.org/10.1007/s13197-018-3460-z

29. Mahasukhonthachat, K., Sopade, P. A., & Gidley, M. J. (2009). Particle size-dependent kinetics of starch digestion in sorghum. Journal of Food Engineering, 96, 18–28. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.06.051

30. Meng, Yi, Guan, H., Liu, H., & Zhang, H. (2019). Rheology and microstructure of composite wheat dough enriched with extruded mung bean flour. LWT, 109, 378–86. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.03.095

31. Nair, R. M., Yang, R. Y., Easdown, W. J., Thavarajah, D., Thavarajah, P., Hughes, J. D. A. , & Keatinge, J. D. H. (2013). Biofortification of mung bean (Vigna radiata) as a whole food for improving human health. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93, 1805–1813. https://doi.org/10.1002/jsfa.6110

32. Palavecino, P. M., Penci, M. K., & Ribotta, P. D. (2019). Effect of planetary ball milling on the physicochemical and morphological properties of sorghum flour. Journal of Food Engineering, 262, 22–28. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.05.007

33. Rao, B. D., Anis, M., Kalpana, K., Sunoj, K.V., Patil, J.V., & Ganesh, T. (2016). Effect of milling methods and particle size on hydration properties of sorghum flour and quality of sorghum biscuits. LWT - Food Science and Technology, 67, 8–13. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.11.033

34. Raza, H., Ameer, K., Zaaboul, F., Sharif, H. R., Ali, B., Shoaib, M., Akhtar, W., & Zhang, L. (2019). Effect of ball milling on physicochemical, thermal and functional properties of extruded chickpea powder (Cicer arietinum L.). CyTA–Journal of Food, 17, 563–573. https://doi.org/10.1080/19476337.2019.1617352

35. Shi, Z., Yao, Y., Zhu, & Ren, G. (2016). Nutritional composition and antioxidant activity of twenty mung bean cultivars in China. Crop Journal, 4, 398–406. https://doi.org/10.1016/j.cj.2016.06.011

36. Taranathan, R. N., & Mahadevamma, S. (2003). Pulses - A boon to human nutrition. Trends in Food Science and Technology, 14, 507–518. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2003.07.002

37. Thakur, S., Scanlon, M. G., Tyler, R. T., Milani, A., & Paliwal, J. (2019). Miller's characteristics of bean flour: A comprehensive review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 18, 775–97. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12413

38. Tsatsaragkou, K., Kara, T., Ritzoulis, C., Mandala, I., & Rosell, C.M. (2017). Improving the characteristics of carob flour for the production of gluten-free bread by particle size fractionation and jet milling. Food and Bioprocess Technology, 10, 831–841. https://doi.org/10.1007/s11947-017-1863-x

39. Zhang, K., Dai, Y., Hou, H., Li, H., Dong, H., Wang, W., & Zhand, H. (2019). Effect of milling on the structure and properties of mung bean starch and the quality of acetylated starch. Food Chemistry, 294, 285–292. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.05.055