1. Введение

Глютен (глиадин) и другие родственные белки злаковых (проламины) являются причиной развития целиакии и родственных заболеваний. Больные целиакией для предотвращения обострений обязаны постоянно контролировать свою диету на содержание глютена в рационе. Однако зачастую незаявленный глютен может присутствовать в продуктах, что является нарушением и может представлять опасность для потребителей, страдающих непереносимостью данного компонента.

Ключевая технологическая проблема при создании безглютеновых мучных кондитерских изделий связана с отсутствием — белка (глютена), формирующего структурный каркас теста. Замена пшеничной муки на один вид безглютеновой муки часто приводит к получению продуктов с неудовлетворительными органолептическими свойствами и пониженной пищевой ценностью.

В связи с этим актуальным направлением становится разработка композитных мучных смесей, сочетающих преимущества разных видов безглютеновой муки, а также использование вторичных ресурсов переработки растительного сырья. Их применение в рецептурах позволяет повысить пищевую ценность, улучшить цвет изделий и частично решить проблему утилизации отходов.

Разработке безглютеновых вафель и использованию в их составе вторичного растительного сырья посвящен ряд работ.

Отечественными учеными проводятся исследования по применению различных нехлебопекарных видов муки и овощного сырья в технологии вафельных кондитерских изделий, что обеспечивает высокий уровень органолептических характеристик, коррекции пищевых дефицитов и различную диетическую направленность.

Так, предложен способ производства безглютеновых вафель с использованием рисовой муки и многокомпонентной мучной смеси, что позволило получить вафли с повышенной пищевой ценностью и функциональной направленностью. Разработана технология получения безглютенового вафельного листа на основе рисовой и гречневой муки. Изучено влияние различных видов безглютеновой муки (кукурузной, рисовой, гречневой, а также их смесей с крахмалом) на стабилизацию процесса выпечки, улучшение качества и увеличение срока хранения вафельных листов

[1][2][3][6][7][8][9][10]

Известен ряд работ, посвященных разработке рецептур вафель и блинов с использованием муки из риса сорта Riceberry и добавлением сахарозаменителей и стабилизаторов, а также изучению их влияния на органолептические и текстурные показатели готового продукта

[11][12][13]

Однако ограниченный срок хранения вафельных изделий актуализирует проведение исследований по обоснованию сроков годности и изменениям показателей качества в условиях хранения при низких температурах.

Цель работы — экспериментальное установление и научное обоснование срока годности безглютеновых бельгийских вафель при температуре хранения минус 18±1 °С.

Задачи:

1) исследовать образцы вафель на содержание глютена;

2) изучить динамику изменения органолептических, текстурных и физико-химических показателей в процессе хранения;

3) определить микробиологическую безопасность образцов и установить срок годности.

2. Методы и принципы исследования

Объектом исследования являлись образцы бельгийских вафель, приготовленные из следующего вида сырья, представленного в таблице 1.

Все используемое сырьё и полуфабрикаты для проведения эксперимента по показателям качества и безопасности соответствовали требованиям нормативной документации.

Морковный жмых получали из свежей мытой моркови (свежая столовая морковь —

По рецептуре (табл. 2) были изготовлены опытные образцы вафель. При их изготовлении была выбрана безглютеновая мучную смесь, состоящая из рисовой, кукурузной и амарантовой муки в соотношении 40:40:20. Указанное соотношение было установлено на основании научных исследований, представленных в работах

[14][15]

Часть мучной смеси (15% от общей массы муки) заменяли морковным жмыхом — вторичным продуктов переработки моркови при производстве соков. Морковный жмых, использованный в рецептуре, является источником каротиноидов и пищевых волокон. В промышленных условиях продукт зачастую утилизируется, поэтому его применение в технологии мучных кондитерских изделий способствует решению задачи рационального использования сырья. Дозировка 15% обеспечила оптимальный баланс между степенью обогащения и сохранением технологических свойств теста, а также позволила получить готовые вафли с высокими органолептическими характеристиками, лучшими текстурными и реологическими показателями по сравнению с другими вариантами.

Для проведения исследования была изготовлена опытная партия безглютеновых бельгийских вафель. Замораживание образцов проводили в камере шоковой заморозки при температуре минус 38±1°С в течение 50 минут до достижения температуры минус 12±1°С в толще продукта. Замороженные образцы вафель упаковывали в пакеты из полипропилена (60 мкм) и вакуумировали (каждый в индивидуальной упаковке) и закладывали на хранение при температуре минус 18±1°С.

Перед проведением измерений образцы размораживали воздушным способом при температуре 2–6 °C и отепляли до температуры 20°C.

Контрольные точки отбора проб для анализа устанавливали в соответствии с рекомендациями МУК 4.2.1847-04 и с учётом коэффициента резерва 1,2: фон (0 суток), 30, 60, 90, 108 суток хранения.

Экспериментальные исследования выполнены в лабораториях кафедр технологии продуктов питания и водных биоресурсов и аквакультуры Калининградского государственного технического университета (ФГБОУ ВО «КГТУ») и

лаборатории нормирования и стандартизации Атлантического филиала ФГБНУ «ВНИРО»

Определение глютена проводили с использованием иммунохроматографического теста «ХЕМАТест ГЛЮТЕН» (ООО «ХЕМА», Россия). Тест основан на принципе иммунохроматографии и применяется для качественного обнаружения глютена (глиадина) в пищевых продуктах, смывах с посуды и технологического оборудования (рис.1).

Физико-химический анализ включал определение массовой доли влаги в исходном сырье (морковном жмыхе) и готовых вафельных изделиях. Измерения проводили стандартными методами высушивания по ГОСТ 28561-90 (для жмыха) и ГОСТ 5900-2014 (для готовой продукции). Кислотность продукта устанавливали в соответствии с ГОСТ 5898-2022 титриметрическим методом.

Массовую долю белка определяли по ГОСТ 34551-2019 методом Кьельдаля, золы – по ГОСТ 5901-2014 методом озоления, жира — по ГОСТ 31902-2012 экстракционно-весовым методом. Содержание пищевых волокон исследовали согласно ГОСТ Р 54014-2010 ферментативно-гравиметрическим методом. Определение каротиноидов проводили по ГОСТ Р 54058-2010 спектрофотометрическим методом.

Оценка готового продукта по органолептическим показателям проводилась на основе разработанной пятибалльной шкалы дегустационной комиссией, состоящей из 5 человек.

Структурно-механические (текстурные) характеристики образцов исследовали инструментальным методом на текстурометре «Brookfield CT3». Параметры текстуры фиксировали при помощи акрилового цилиндрического индентора диаметром 38 мм. Условия измерения: скорость перемещения шпинделя 2 мм/с, глубина погружения в образец 5 мм.

Микробиологическую безопасность и стабильность оценивали по стандартным методикам, регламентированным для пищевых продуктов. Определяли следующие показатели: общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (ГОСТ 10444.15-94); наличие бактерий группы кишечных палочек (ГОСТ 31747-2012); присутствие

В соответствии с рекомендациями по обоснованию сроков годности МУК 4.2.1847-04 проводили испытания образцов в течение 108 суток с учетом коэффициента резерва 1,2.

Все измерения проводили в трёхкратной повторности. Статистическую обработку и анализ полученных данных проводили с использованием профессионального программного обеспечения: Rheocalc, TexturePro CT и пакета приложений Microsoft Office 2024.

3. Основные результаты

При проведении иммунохроматографического теста глиадин связывается специфическими антителами, нанесенными на тест-полоску и на поверхность окрашенных микрочастиц. В результате их взаимодействия образуется комплекс, видимый в форме цветной линии.

Метод использует пару моноклональных антител, что обеспечивает высокую чувствительность и специфичность, в том числе после продолжительной тепловой обработки пищевых продуктов.

Небольшой фрагмент исследуемого образца (около 1 г) отделяли по диаметру пробирки для экстракции (рис. 1а) с использованием чистых одноразовых инструментов. Измельченный продукт помещали в пробирку для экстракции, добавляли буферный раствор до метки «5 мл», закрывали крышкой и встряхивали 30–40 секунд. После осаждения частиц с помощью пипетки отбирали 4 капли экстракта (для порога чувствительности 2 ppm) или 8 капель (для порога 20 ppm) и переносили в пробирку для анализа (рис. 1б). Содержимое встряхивали 5–10 секунд, затем погружали тест-полоску до риски в полученный раствор на 5-10 секунд и оставляли её на чистой поверхности на 15 минут.

По истечении указанного времени на тест-полосках сформировалась только одна (контрольная) цветная линия (рис. 1в), что соответствует отрицательному результату. Следовательно, содержание глютена в исследуемом образце ниже порогов обнаружения (2 ppm и 20 ppm).

Результаты органолептической оценки бельгийских вафель в процессе хранения отражены на профилограмме (рис. 2).

Согласно требованиям МУК

4.2.1847-04, снижение среднего значения органолептических показателей в течение проектируемого срока годности не должно превышать 0,5 балла. Изменение среднего балла показало снижение на 0,3 балла (с 4,8 в фоновой точке до 4,5 на 60 сутки), что остаётся в рамках нормы. К 90 суткам установлено снижение среднего балла на 1,1 балла (с 4,8 до 3,7 балла), что не соответствует требованиям нормативного документа.

Параметры текстуры готовых изделий в процессе хранения представлены в таблице 3.

Анализ текстурных характеристик показал, что в процессе хранения наиболее существенные изменения претерпели твердость и прожевываемость. Твердость образцов увеличилась с 14,61 Н (фон) до 44,80 Н (108 суток), что в 3,1 раза выше начального значения. Прожевываемость выросла с 10,42 Н до 34,30 Н, что в 3,3 раза превышает значение в фоновой точке. Данные изменения коррелируют с изменением органолептической оценки по показателю «текстура», который снизился с 4,6 балла в фоновой точке до 2,5 балла на 108 сутки, что сопровождалось появлением суховатой консистенции готовых изделий.

Полученные данные о росте твёрдости вафель в процессе низкотемпературного хранения согласуются с результатами работ авторов, которые отметили увеличение твёрдости корки и мякиша безглютенового хлеба после 28 суток хранения при температуре минус 18°С

[16]

Оценка физико-химических показателей (табл. 4) выявила стабильность показателя массовой доли влаги и кислотности в процессе хранения.

Для оценки безопасности образцов были проведены микробиологические исследования свежеприготовленной вафли и в замороженных вафель в процессе хранения (табл. 5).

Во всех контрольных точках патогенные, санитарно-показательные, условно-патогенные микроорганизмы не были обнаружены. Бактерии группы кишечных палочек, золотистый стафилококк, сульфитредуцирующие клостридии и сальмонелла отсутствовали во всех пробах.

Плесени и дрожжи на протяжении всего срока хранения не превышали 5 КОЕ/г и 15 КОЕ/г соответственно.

На начальном этапе был проведен анализ микробного фона образцов бельгийских вафель (свежеприготовленный продукт) перед закладкой их на хранение. Показатель КМАФАнМ составил

1,7·103 КОЕ/г и не превышал нормативных значений.

На 30-е сутки хранения образцов под воздействием анаэробной среды (вакуумной упаковки) произошло снижение обсемененности: КМАФАнМ уменьшился до менее

1,0·101 КОЕ/г. В микробном фоне преобладали грамположительные кокки (70%), появились грамположительные палочки без спор (30%).

На 60-е сутки хранения отмечено возрастание КМАФАнМ на порядок (до

3,2·102 КОЕ/г

На 90-е сутки хранения показатель КМАФАнМ (5,9

·КОЕ/г·КОЕ/г

К концу срока хранения на 108-е сутки состав микробного фона был представлен исключительно грамположительными палочками со спорами (100%).

На основании полученных данных заключили, что установление срока годности 60 суток является обоснованным, поскольку после этого срока наблюдается превышение нормативного значения КМАФАнМ. Исследования проводились после 60 суток с двумя точками контроля на 90-е и 108-е сутки хранения, что позволяет уверенно подтвердить, что именно 60 суток является конечным сроком, в течение которого продукт соответствует требованиям безопасности.

Химический состав исследуемого образца на конец срока годности представлен в таблице 6.

4. Заключение

Научно обосновано и экспериментально подтверждено получение безглютеновых бельгийских вафель, обогащенных пищевыми волокнами и каротиноидами, за счет использования мучной смеси (рисовая, кукурузная, амарантовая мука в соотношении 40:40:20) и морковного жмыха. Разработанная рецептура позволяет получить продукт с высокими органолептическими характеристиками в условиях низкотемпературного хранения в вакууме, обеспечить повышенную пищевую ценность в результате увеличения содержания пищевых волокон (2,6 г/100 г) и каротиноидов (0,6 мг/100 г).

Изучена динамика изменения органолептических, физико-химических, микробиологических показателей в процессе низкотемпературного хранения (минус 18±1°С) бельгийских вафель, е содержащих глютен в вакуумной упаковке в течение 108 суток.

Внешний вид и цвет образцов оставались стабильными в процессе низкотемпературного хранения. Запах постепенно ослабевал. На 60 сутки усилился вкус кукурузы, появилась выраженная сухость и рыхлость. Отмечено снижение органолептических характеристик на более чем 0,5 балла от фоновой точки на 90-е сутки хранения.

Показатели твёрдость и прожевываемость увеличились в 3 раза (с 14,61 Н до 44,80 Н и с 10,42 Н до 34,30 Н). Благодаря герметичной упаковке снижение показателя массовой доли влаги в образцах практически не отмечено. Показатель кислотности на протяжении всего срока хранения оставался стабильным.

Установлено превышение нормативного значения показателя КМАФанМ (5·103 Missing Mark : supКОЕ/г) на 90-е сутки хранения (5,9·103 Missing Mark : supКОЕ/г).

С учётом комплексной оценки срок хранения обогащенных бельгийских вафель при температуре минус 18±1°С составил 60 суток.

Результаты исследований могут служить основой для внедрения разработанной рецептуры на предприятия, специализирующихся на выпуске безглютеновых мучных кондитерских изделий. Направления дальнейших исследований заключаются в изучении возможности продления срока годности за счет оптимизации рецептуры и технологических параметров.

The additional file for this article can be found as follows: