Changes in structural units in wheat flour dough and bread with pumpkin seed protein concentrate and phospholipids

Abstract

The problem of the low nutritional value of bakery products made from wheat flour has been of interest for decades and causes the search for opportunities to increase it. In recent years, in view of the military aggression, the issue of the deterioration of the ecological and economic situation in Ukraine and the world has also become relevant, as a result of which food security has suffered a significant negative impact. The solution to this problem can be the inclusion in the recipe of bakery products from wheat flour sources of complete proteins, which, in addition to high biological value, will have a positive physiological effect on the human body. Such a source is pumpkin seed protein concentrate, which, in combination with a lipid component, will be useful for people with diseases of the gastrointestinal tract. It was established that the fractional composition of the pumpkin seed protein concentrate contains 20.4% of the water fraction, 2.8% of the salt fraction, 5.1% of the alcohol fraction, and mostly the alkaline fraction — 71.7%. Unlike wheat flour, this raw material does not contain gluten proteins, which will affect the formation of the gluten frame of the dough and its properties. Infrared spectra of raw materials indicated that the spectrum of wheat flour has a higher intensity of reflection than the spectrum of pumpkin seed protein concentrate. All three spectra have a unique character and mostly do not have coincident peaks in the entire range. This indicates a different composition and different nature of the studied raw materials. The available peaks on the spectra indicate the presence of a higher amount of lipids in the pumpkin seed protein concentrate than in wheat flour and non-gluten proteins, instead its protein substances form complexes with flour proteins and delay its development.

Проблема низької харчової цінності хлібобулочних виробів із пшеничного борошна викликає інтерес протягом десятиліть і зумовлює пошук можливостей її підвищення. Останніми роками в умовах військової агресії актуалізувалося також питання погіршення еколого-економічної ситуації в Україні та світі, внаслідок чого значного негативного впливу зазнала продовольча безпека. Вирішенням цієї проблеми може стати включення в рецептуру хлібобулочних виробів із пшеничного борошна джерел повноцінних білків, які, крім високої біологічної цінності, матимуть позитивний фізіологічний вплив на організм людини. Таким джерелом є білковий концентрат гарбузового насіння, який у поєднанні з ліпідним компонентом буде корисний людям із захворюваннями шлунково-кишкового тракту. Встановлено, що у фракційному складі білкового концентрату насіння гарбуза міститься 20,4 % водної фракції, 2,8 % сольової фракції, 5,1 % спиртової фракції та переважно лужної фракції — 71,7 %. На відміну від пшеничного борошна ця сировина не містить білків клейковини, що впливатиме на формування клейковини тіста та його властивості. Інфрачервоні спектри сировини показали, що спектр пшеничного борошна має вищу інтенсивність відбиття, ніж спектр білкового концентрату насіння гарбуза. Всі три спектри мають унікальний характер і здебільшого не мають збігаються піків у всьому діапазоні. Це свідчить про різний склад і різну природу досліджуваної сировини. Наявні піки на спектрах вказують на наявність більшої кількості ліпідів у білковому концентраті насіння гарбуза, ніж у пшеничному борошні та неглютенових білках, натомість його білкові речовини утворюють комплекси з білками борошна та затримують його розвиток.