Введение. Человечество всегда искало продукты питания, которые восполняли бы потребности и не являлись пищевыми аллергенами. Так, одним из основных аллергенов сегодня является глютен. Поэтому возникает необходимость разработки новых технологий блюд и изделий высокого качества без использования глютенсодержащего сырья.

Изучением подобных проблем занимался ряд ученых, таких, как   Леонтьева H.A., Хрулева Л.K., Казанская Л.H., Кузнецова Л.А., Синявская Н.Д., Мельникова Г.В., Вишняк М.Н. Тем не менее, разработок в области безглютеновых мучных изделий недостаточно, что обуславливает  необходимость дальнейших исследований. Поэтому разработка новых направлений в технологии функциональных продуктов питания на основе безглютенового сырья являются актуальными и своевременными. В Донецкой Народной Республике проблема внедрения безглютеновых мучных изделий окончательно не решена и требует дальнейшего изучения. При этом существенная роль отводится рассмотрению всех аспектов, включая изучение товароведных характеристик, химического состава, аминокислотного скора, гликемического индекса, содержания холестерина, биологической ценности и органолептической оценки  новых видов функциональных пищевых продуктов.

Целью исследования является разработка рецептуры мучного блюда с использованием безглютенового сырья для использования в питании людей, страдающих целиакией, и анализ его качества

Материалы и методы. В процессе исследования использованы методы профильного анализа, теоретического обобщения и сравнения, инструментальные методы определения химического состава.

Степень сбалансированности незаменимых аминокислот устанавливали методом сравнения их скора со стандартным белком, предложенным ФАО/ВОЗ (Boutrif E., 1991; FAO/WHO, 1973: 64-65; FAO/WHO,1990).

Оценка органолептических показателей блюд на основе безглютенового сырья выполнена на основании профильного и сенсорного анализа по методу Т. Г. Родиной с использованием балловых шкал (Родина Т.Г., 2004). Профили строили с помощью вычислительной программы, разработанной на Visual Basic for Application (VBA) для MS Excel. Определение энергетической ценности осуществлено по общепринятым методам. Расчеты и оценка достоверности экспериментальных данных осуществлялись с использованием методов математической статистики с помощью программ Statistica, Excel 2010, MatCAD.

Результатыисследования и ихобсуждение. Глютен или клейковина – это объединенная группа запасных белков, встречающихся в семенах злаковых растений, в большей степени, в пшенице, ржи и ячмене (M. Cristina P. de Souza, 2016). Термином «клейковина» обозначают белки фракции проламинов и глютенинов. Клейковиной называют упругий, эластичный и связанный студень, остающийся после отмывания в воде куска теста от крахмала и частиц оболочек зерна. При увлажнении муки образуется сплошная упругая сетка из набухших и переплетенных молекул глиадина и глютенина, скрепленных водородными дисульфидными, солевыми и другими связями. Среднесуточное употребление составляет от 10 до 40 грамм глютена. Наибольший процент потребления приходится на различные виды хлеба и хлебобулочных изделий, макаронные изделия.

Данный белок, а также близкие к нему белки злаковых, могут вызывать заболевание под названием целиакия. Целиакия, или глютеновая энтеропатия, является наследственным прогрессирующим заболеванием, связанным с непереносимостью, в большей части, растворимой фракции глютена – глиадина. Она проявляется в нарушении пищеварения, приводит к изменениям в среднем отделе тонкого кишечника: воспалению и сглаживанию слизистой оболочки, исчезновению ворсинок и атрофии щеточной каемки, к появлению кубовидных энтероцитов (Caballero B., 2003).

Основой лечения и одним из способов предотвращения целиакии является пожизненное соблюдение безглютеновой диеты (Вишняк М.Н., 2011; Нелепа А.Е, 2006). Суть диеты заключается в исключении продуктов, содержащий глютен, таких как хлеб, хлебобулочные, кондитерские мучные и макаронные изделия, продукты из пшеницы, ржи, ячменя и овса. Также следует избегать продуктов, которые могут содержать «скрытый» глютен: йогурты, колбасные изделия, майонезы. Безопасным считается употребление в пищу рисовой, гречневой и кукурузной круп, бобовых, мяса, рыбы и птицы, овощей и фруктов, яиц и молочных продуктов (Рябова М.А., 2015).

В течение последнего десятилетия одним из самых быстроразвивающихся направлений в пищевой промышленности является производство замороженных полуфабрикатов, а именно, мучных блюд.  К ним относят пельмени, вареники, хинкали, манты, равиоли, чучвара и другие.

На основании вышесказанного была поставлена цель разработки блюда функционально-профилактического назначения. Для достижения этой цели  перед нами ставились следующие задачи:

- разработать рецептуру блюда с исключением из его состава источников глютена;

- изменить традиционную технологию приготовления блюда;

- провести расчет основных показателей пищевой ценности блюда;

- произвести оценку качества разработанного изделия.

В результате решения данных задач нами была разработана рецептура безглютеновых пельменей. За основной прототип и контрольный образец были взяты классические пельмени – блюдо русской кухни, представляющее собой изделия из пресного теста с начинкой из рубленого мяса или рыбы. Оболочкой изделия является пресное тесто, в состав которого, в первую очередь, входит пшеничная мука – один из главных источников глютена.

Клейковина в тесте выполняет две основные функции: является пластификатором, придающим массе крахмальных зерен текучесть, и связующим веществом, соединяющим крахмальные зерна в единую тестовую массу (Рогов И.А., 2012; Гницевич В.А., 2006).

Первое свойство клейковины позволяет формовать тесто, второе – сохранять приданную тесту форму. Особенность клейковины состоит в том, что при варке изделий тестовая масса не разжижается, а фиксируется в результате денатурации клейковины.

Основная задача в данном случае – замена в рецептуре теста пшеничной муки без потери его основных свойств: пластичности и эластичности.

Продуктом, который близок по данным свойствам к пшеничной муке, а также содержится в ней в большом количестве, является крахмал.

Следующим шагом был выбор типа крахмала. Для того, чтобы получить тесто с плотной и эластичной структурой, необходимо выбирать крахмал из того вида продукта, где процентное содержание крахмала выше. Исходя из вышесказанных требований, было решено взять кукурузный крахмал и крахмал из плодов маниок, т.е. тапиоковый.

Кукурузный крахмал, как следует из названия, получают из кукурузы соответствующих сортов, содержание крахмала в них составляет 80%. Он представляет собой белый, сухой, мягкий порошок, с содержанием 27% амилозы.

Тапиоковый крахмал получают из клубней маниок, содержание крахмала в которых 80-83%. Он представляет собой белый порошок, содержание амилозы в нём колеблется в пределах 17-25% и зависит от сорта и условий произрастания маниоки. Главным преимуществом данного крахмала является его чистота, то есть продукт почти полностью состоит из углеводов.

В тесто, помимо двух видов крахмала, добавляют воду для связывания компонентов, поваренную соль и растительное масло. В качестве начинки для двух образцов использовали два вида мяса, характерных для применения в русской кухне: курица и свинина.

Для того чтобы убедиться в целесообразности разработанной рецептуры, нами был произведен расчет основных показателей пищевой ценности. Пищевая ценность продукта отражает всю полноту его полезных свойств: степень обеспечения физиологических потребностей человека в основных нутриентах, энергии и органолептические достоинства. Она характеризуется химическим составом пищевого продукта, с учетом его потребления в общепринятых количествах.

Биологическая ценность – показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка (Коршунова А.Ф., 2016).

Аминокислотный состав пищевых продуктов сравнивают с аминокислотным составом идеального белка путем определения аминокислотного химического скора. Для этого, как правило, рассчитывают отношение количества каждой незаменимой аминокислоты в исследуемом белке и количество этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальным содержанием аминокислоты.

Данные о содержании аминокислот и результаты аминокислотного химического скора в разработанной рецептуре безглютеновых пельменей и контрольном образце (пельмени со свининой и капустой), (Справочник И. М. Скурихина, 2002; Пищевая ценность, химический состав и калорийность, 2018) представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Содержание аминокислот в образцах

Table 1

Amino acid content in samples

Таблица 2

Аминокислотный скор образцов

Table 2

Amino acid score of samples

В идеальном белке аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты равен 100%.

В нашем случае, лимитирующими являются:

- для безглютеновых пельменей с филе куриным и брокколи – метионин + цистин. Аминокислотный скор = 99,4%;

- для безглютеновых пельменей со свининой и перцем чили – валин. Аминокислотный скор = 99,0%;

- для контрольного образца – триптофан. Аминокислотный скор = 77,0%.

Коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС, %) показывает среднюю величину избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо незаменимой аминокислоты:

Коэффициент различия аминокислотных скоров (КРАС, %) показывает избыточное количество НАК, не используемых на пластические нужды, и рассчитывается как средняя величина избытка АКС незаменимой аминокислоты относительно наименьшего скора той или иной кислоты:

Большое практическое значение для целей настоящего анализа имеет коэффициент утилитарности аминокислотного состава, так как возможность утилизации аминокислот организмом предопределена минимальным скором одной из них. Для расчета коэффициента утилитарности аминокислотного состава (U), который является численной характеристикой, достаточно полно отражающей сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталону, использовали коэффициенты аминокислот (таблица 3).

Таблица 3

Коэффициенты аминокислот

Table 3

Aminoacidratios

Расчетные коэффициенты утилитарности аминокислотного состава составили:

Меньшая возможность утилизации незаменимых аминокислот в составе белка пищевого продукта организмами наблюдается тогда, когда их скоры максимальны или наиболее близки к максимальному.

Общее количество незаменимых аминокислот в белке оцениваемого продукта, которое из-за взаимонесбалансированности по отношению к эталону не может быть утилизировано организмом, служит для оценки сбалансированности состава незаменимых аминокислот по показателю сопоставимой избыточности (г):

При характеристике пищевой ценности многокомпонентных продуктов особое внимание уделяется наличию в них углеводов (таблица 4).

Таблица 4

Содержание углеводов в исследуемых образцах

Table 4

The content of carbohydrates in the studied samples

Также необходимо обратить внимание на гликемический индекс – показатель влияния углеводов на изменение уровня глюкозы в крови. Продукты и блюда с низким индексом (≤ 55) медленнее усваиваются, всасываются и метаболизируют, также они вызывают более медленное повышение уровня сахара в крови и, следовательно, уровня инсулина. За эталон принимают 100 –уровень сахара в крови, после употребления глюкозы. Соответствующие данные представлены в таблице 5.

Таблица 5

Гликемический индекс исследуемых образцов

Table 5

Glycemic index of the studied samples

Особое значение при проведении анализа имеет показатель уровня холестерина, т.к. низкомолекулярные липопротеиды малорастворимы, следовательно, склонны к выпадению в осадок кристаллов холестерина, что приводит к формированию артерослеротических бляшек в сосудах, повышая риск инфаркта и инсульта, а также других сердечнососудистых заболеваний. Содержание холестерина в исследуемых образцах показано в таблице 6.

Таблица 6

Содержание холестерина в исследуемых образцах

Table 6

Cholesterol content in the studied samples

Для оценки качества разработанных блюд нами был рассчитан комплексный показатель качества.

Оценку качества любых пищевых продуктов начинают с определения органолептических (сенсорных) показателей, по результатам которых устанавливают степень их доброкачественности и пригодность к употреблению в пищу. Органолептические методы основаны на анализе восприятия органами чувств, при этом оцениваются свойства продукции, которые нельзя измерить, а можно оценивать субъективно, по определенной шкале, выраженной в условных баллах.

К органолептическим показателям качества относятся:

- внешний вид продуктов, оцениваемый визуально (форма, цвет);

 - вкус, запах, консистенция, определяемые в процессе дегустации.

Для визуализации исследований органолептических показателей продукции используем профили полной окружности. Чтобы составить сенсорную профилограмму, необходимо выявить критерии органолептической оценки и их коэффициенты весомости (табл. 7).

Таблица 7

Критерииорганолептическойоценкиисследуемыхобразцов

Table 7

Criteria for organoleptic evaluation of the studied samples

По полученным данным была сформирована органолептическая профилограмма (рис.1). Для большей визуализации оценки предлагается не равномерное распределение зон показателей, а прямо пропорциональное их коэффициентам весомости. Для оценки предлагается пятибалльная шкала.

Рис. 1. Профилограмма качества исследуемых образцов

Fig. 1. Profilogram quality samples

Для наиболее полной и объективной характеристики пищевых продуктов, выявления их биологической и энергетической ценности необходимо рассчитать содержание в исследуемых образцах основных пищевых компонентов.

Первым этапом будет определение содержания белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ в образцах (таблица 8).

Таблица 8

Содержание белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ в исследуемых образцах

Table 8

The content of proteins, fats, carbohydrates, vitamins and minerals in the samples

В таблице 9 приведены основные показатели содержания белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ в исследуемых образцах.

Таблица 9

Основные показатели содержания белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных

веществ в исследуемых образцах

Table 9

Main values of proteins, fats, carbohydrates, vitamins and minerals in the studied samples

В таблице 10 представлены единичные показатели качества исследуемых образцов пельменей.

Таблица 10

Единичные показатели качества исследуемых образцов

Table 10

Single indicators of quality of the studied samples

В таблице 11 представлены значения коэффициентов весомости контрольного образца (Коршунова А.Ф., 2016).

Таблица 11

Значение коэффициентов весомости контрольного образца

Table 11

The value of the weight coefficients of the control sample

Далее находим комплексную оценку по каждой группе:

В таблице 12 представлены коэффициенты весомости основных пищевых компонентов.

Таблица 12

Коэффициенты весомости основных пищевых компонентов

Table 12

Weight coefficients of the main food components

Математическая модель комплексного показателя содержания пищевых веществ как средневзвешенной арифметической величины имеет вид:

Заключение. Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о том, что разработанные безглютеновые пельмени обладают высокой биологической ценностью белка, а также сбалансированным составом незаменимых аминокислот. Помимо этого, разработанные блюда имеют низкий гликемический индекс по сравнению с эталоном (глюкозой) и контрольным образцом (пельмени со свининой и капустой) и пониженное содержание холестерина.

Для оценки качества полученных безглютеновых пельменей были проведены расчёты комплексного показателя качества. В результате органолептической оценки выявлено, что полученные образцы с измененной технологией значительно улучшили свои показатели по сравнению с контрольным образцом. В ходе расчётов содержания основных питательных веществ установлено, что безглютеновые пельмени обладают сбалансированным составом, удовлетворяют потребность человека в питательных веществах, а также существует возможность включения данных блюд в рацион людей, страдающих целиакией.

Перспективой дальнейших исследований является расчет социально-экономической эффективности разработанной продукции.

Информация о конфликте интересов: автор не имеет конфликта интересов для декларации.

Conflicts of Interest: the author has no conflict of interests to declare.