kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2023-4(12)-16kaz44-608Research ArticleПИЩЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)FOOD ENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)Исследование реологических свойств зеинового теста и его качественные показателиInvestigation of rheological properties of zein dough and its qualitative indicatorshttps://orcid.org/0000-0003-4758-7059АкшораеваГ. Д.AkshorayevaG. D.

Гаухар Дюсенгалиевна Акшораева – докторант кафедры «Технология пищевых и перерабатывающих производств»

010011,  город Астана, пр. Женис 62

Gaukhar Dyusengalievna Akshorayeva – doctoral student of the Department "Technology of Food and Processing industries"

010011, Astana, Republic of Kazakhstan, 62 Zhenis Ave

gaukhar_01.88@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1190-2195КакимовМ. М.KakimovM. M.

Мухтарбек Муканович Какимов – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология пищевых и перерабатывающих производств»

010011,  город Астана, пр. Женис 62

Mukhtarbek Mukanovich Kakimov – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Technology of Food and Processing Industries

010011, Astana, Republic of Kazakhstan, 62 Zhenis Ave

muhtarbek@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3111-5316НуртаеваА. Б.NurtayevaA. B.

Айнур Болатбековна Нуртаева – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Технология пищевых и перерабатывающих производств»

010011,  город Астана, пр. Женис 62

Ainur Bolatbekovna Nurtayeva – Candidate of Technical Sciences, Senior lecturer of the Department "Technology of Food and Processing Industries"

010011, Astana, Republic of Kazakhstan, 62 Zhenis Ave

ainur_78.05@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3728-0280УтароваН. Б.UtarovaN. B.

Назира Бакытжановна Утарова – докторант кафедры «Технология пищевых и перерабатывающих производств»

010011,  город Астана, пр. Женис 62

Nazira Bakytzhanovna Utarova – doctoral student of the department "Technology of food and processing industries"

010011, Astana, Republic of Kazakhstan, 62 Zhenis Ave

nazkon88@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1190-2195МашановаН. С.MashanovaN. S.

Нурбиби Советовна Машанова – доктор технических наук, старший преподаватель кафедры «Технология пищевых и перерабатывающих производств»

010011,  город Астана, пр. Женис 62

Nurbibr Sovetovna Mashanova – Doctor of Technical Sciences, Senior lecturer of the Department "Technology of Food and Processing Industries"

010011, Astana, Republic of Kazakhstan, 62 Zhenis Ave

mashanovan@mail.ruКазахский агротехнический исследовательский университет имени С. СейфуллинаКазахстанKazakh Research Agrotechnical University named after S. SeifullinKazakhstan20232812202314(12)120131Copyright © Акшораева Г.Д., Какимов М.М., Нуртаева А.Б., Утарова Н.Б., Машанова Н.С., 20242024Акшораева Г.Д., Какимов М.М., Нуртаева А.Б., Утарова Н.Б., Машанова Н.С.Akshorayeva G.D., Kakimov M.M., Nurtayeva A.B., Utarova N.B., Mashanova N.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/608

Поскольку в безглютеновом тесте отсутствует структурирующий глютен, его необходимо заменить гидроколлоидами или другими водосвязывающими соединениями, например, гуаровой камедью, ксантаном или гидроксипропилметилцеллюлозой. Обычно рецепт безглютенового хлеба содержит большее количество крахмала и обрабатывается с большим количеством воды по сравнению с пшеничным и ржаным тестом, что приводит к консистенции жидкого теста. Как следствие, в целом пищевая ценность этих хлебов недостаточно сбалансирована. Они богаты углеводами и не содержат пищевых волокон. Зеин является уникальным заменителем глютена в безглютеновой системе из-за его вязкоупругих свойств, аналогичных глютену. Проламин кукурузного зерна, зеин, показал некоторую перспективность в поведении как пшеничная клейковина, поскольку он может образовывать вязкоупругую белковую сеть, когда белок удерживается и смешивается при 35° C и больше, что выше его температуры стеклования (Tg). Зеин (проламин кукурузы) может проявлять вязкоупругую функциональность, аналогичную клейковине в системах водного теста, при нагревании выше температуры стеклования (Tg). Эти зеиновые теста демонстрируют волокнистую сеть, которая также демонстрирует характеристики, аналогичные характеристикам клейковинного теста. Однако такое тесто на основе зеина имеет ограниченную способность удерживать газ и значительно более растяжимо, чем тесто на основе глютена. В данной работе мы исследуем реологические свойства зеинового теста и его качественные показатели. 

Since gluten-free dough lacks structuring gluten, it should be replaced by hydrocolloids or other water-binding compounds, such as guar gum, xanthan or hydroxypropylmethylcellulose. Typically, gluten-free bread recipes contain higher amounts of starch and are processed with more water compared to wheat and rye doughs, resulting in a liquid dough consistency. As a consequence, the overall nutritional value of these breads is not well balanced. They are rich in carbohydrates and lack dietary fiber. Zein is a unique substitute for gluten in a gluten-free system because of its viscoelastic properties similar to gluten. Corn grain prolamin, zein, has shown some promise in behaving like wheat gluten because it can form a viscoelastic protein network when the protein is held and mixed at 35°C or more, which is above its glass transition temperature (Tg). Zein (corn prolamine) can exhibit viscoelastic functionality similar to gluten in aqueous dough systems when heated above its glass transition temperature (Tg). These zein-based doughs exhibit a fibrous network that also exhibits characteristics similar to those of gluten-based doughs. However, such zein-based doughs have limited gas-holding capacity and are significantly more stretchable than gluten-based doughs. In this paper, we investigate the rheological properties of zein-based dough and its quality parameters. 

кукурузный глютенпроламин кукурузного зерназеинэкстракциябезглютеновый продуктклейковинаcorn glutencorn grain prolaminezeinextractiongluten-free productglutenReferencesРоуз Д.Дж., Инглет Г.Е., Лю С.Х. Использование кукурузных отрубей и кукурузного волокна в производстве пищевых компонентов. J. Sci. Food agric. – 2010. – 90. – С. 915-924.Rose D.J., Inglet G.E., Liu S.H. Use of corn bran and corn fiber in the production of food ingredients. J. Sci. Food agric. – 2010. – 90. – 915-924. (In Russian).ҚР агробизнес 2022 инфографикалық анықтамасы [Электрон.ресурс] – 2023.infographic analysis of RK agribusiness 2022. (In Russian).Янь Цзяо, Хаодун Чэнь, Хэ Хань, Ин Чан. Разработка и утилизация побочных продуктов переработки кукурузы: обзор.Yan Jiao, Haodong Chen, He Han, Ying Chang. Development and utilization of corn by-products: a review. Cereal. Sci. – 67. – 22-34. (In Russian).Фаркас А., Дретчану Г., Поп Т.Д., Энару Б., Сокач С., Дьяконеаса З. Побочные продукты переработки зерновых культур как богатые источники фенольных соединений и их потенциальная биологическая активность // Питательные вещества. – 2021. – 13, 3934.Farkas A.; Dretceanu G.; Pop T.D.; Enaru B.; Sokaci S.; Diaconeasa Z. Grain crop by-products as rich sources of phenolic compounds and their potential biological activity. Nutrients. – 2021. – 13, 3934. (In Russian).Lawton J.W. Зеин: история обработки и использования. Cereal Chem. – 2002. – 79. – С. 1-18.Lawton J.W., Zein: a history of processing and utilization. Cereal Chem. – 2002. – 79, 1-18. (In Russian).Шобер Т.Дж., Бин С.Р., Тилли М., Смит Б.М., Иоергер Б.П. Влияние различных процедур изоляции на функциональность зеина и кафирина. J. Cereal. Sci. – 2011. – 54. – С. 241-249.Schober T.J., Bean S.R., Tilley M., Smith B.M., Ioerger B.P. Effects of different isolation procedures on zein and kaffirin functionality. J. Cereal. Sci. – 2011. – 54. – 241-249. (In Russian).Акин П.А., Бин С.Р., Смит Б.М., Тилли М. Факторы, влияющие на формирование теста и качество хлеба из смесей муки зеина и сорго. J. Food Sci. – 2019. – 84. – С. 3522-3534.Akin P.A., Bean S.R., Smith B.M., Tilley M. Factors affecting dough formation and bread quality of zein and sorghum flour blends. J. Food Sci. – 2019. – 84. – 3522-3534. (In Russian).Патент на полезную модель. МЕТОД ЭКСТРАКЦИИ КУКУРУЗНОГО МАСЛА И БЕЛКА. US20020183490 Метод экстракции кукурузного масла и белка (wipo.int)Utility model patent. A METHOD FOR EXTRACTING CORN OIL AND PROTEIN. US20020183490 Method for extraction of corn oil and protein (wipo.int). (In Russian).Кинг Б.Л., Тейлор Ж., Тейлор Ж.Р.Н., Формирование вязкоупругого теста из изолированного общего зеина (α-, β- и γ-зеина) с помощью обработки ледяной уксусной кислотой. J. Cereal. – 2016. – Sci. 71. – С. 250-257.King B.L., Taylor J., Taylor J.R.N. Formation of viscoelastic dough from isolated total zein (α-, β-, and γ-zein) using glacial acetic acid treatment. J. Cereal. Sci. – 2016. – 71. – 250-257. (In Russian).Smith B.M., Bean S.R., Selling G., Sessa J.D., Aramouni F. Влияние нековалентных взаимодействий в зеиново-крахмальном тесте и качестве хлеба. J. Food Sci. – 2017. – 82. С. 613-621.Smith B.M., Bean S.R., Selling G., Sessa J.D., Aramouni F. Influence of non-covalent interactions in zein-starch dough and bread quality. J. Food Sci. – 2017. – 82. – 613-621. (In Russian).Taylor J.R.N., Taylor J., Campanella O.H., Hamaker B.R. Функциональность белков хранения в безглютеновых зерновых и псевдозерновых культурах в тестовых системах. J. Cereal. Sci. – 2016. – 67. – С. 22-34.Taylor J.R.N., Taylor J., Campanella O.H., Hamaker B.R. Functionality of storage proteins in gluten-free cereals and pseudograins in test systems. J. Cereal. Sci. – 2016. – 67. – 22-34. (In Russian).Mejia C.D., Gonzalez D.C., Mauer L.J., Campanella O.H., Hamaker B.R. Увеличение и стабилизация β-листовой структуры кукурузного зеина приводит к улучшению его реологических свойств. J. Agric. Food Chem. – 2012. – 60. – С. 2316-2321.Mejia C.D., Gonzalez D.C., Mauer L.J., Campanella O.H., Hamaker B.R. Increasing and stabilizing the β-sheet structure of maize zein leads to improved rheological properties. J. Agric. Food Chem. – 2012. – 60. – 2316-2321. (In Russian).Akin P.A., Bean S.R., Smith B.M., Tilley M. Факторы, влияющие на формирование теста и качество хлеба из смесей муки зеина и сорго. J. Food Sci. – 2019. – С. 84.Akin P.A., Bean S.R., Smith B.M., Tilley M. Factors affecting dough formation and bread quality of zein and sorghum flour blends. J. Food Sci. – 2019. – 84. (In Russian).Эриксон, Д.П., Озтюрк, О.К., Селлинг, Г., Чен, Ф., Кампанелла, О.Х., Хамакер, Б.Р. Кукурузный зеин претерпевает конформационные изменения в сторону увеличения содержания β-листа во время самосборки в все более гидрофильном растворителе. Ж. Биол. Macromol. – 2020. – 157. – С. 232-239.Erickson D.P., Ozturk O.K., Selling G., Chen F., Campanella O.H., Hamaker B.R. Maize zein undergoes conformational changes toward increasing β-sheet content during self-assembly in an increasingly hydrophilic solvent. J. Biol. Macromol. – 2020. – 157. – 232-239. (In Russian).Smith B.M., Ramsay S.A., Roe A., Ferrante M.J., Brooks S.W. Уменьшение визуальных различий в цельнозерновом хлебе, приготовленном из твердой красной и твердой белой пшеницы: применение для сенсорных исследований. J. Food Sci. – 2019. – 84. – Р. 2325-2329.Smith B.M., Ramsay S.A., Roe A., Ferrante M.J., Brooks S.W. Reducing visual differences in whole-grain bread made from hard red and hard white wheat: application to sensory research. J. Food Sci. – 2019. – 84. – 2325-2329. (In Russian).Federici E., Jones O.G., Selling G.W., Tagliasco M., Campanella O.H. Влияние экструзии зеина и типа крахмала на реологическое поведение безглютенового теста. J. Cereal. Sci. – 2020. – 91. – С. 102866.Federici E., Jones O.G., Selling G.W., Tagliasco M., Campanella O.H. Effect of zein extrusion and starch type on the rheological behavior of gluten-free dough. J. Cereal. Sci. – 2020. – 91. – 102866. (In Russian).Federici E., Selling G.W., Campanella O.H., Jones O.G. Термическая обработка сухого зеина для улучшения реологических свойств безглютенового теста. Пищевые гидроколлоиды. – 2021. – С. 1066629.Federici E., Selling G.W., Campanella O.H., Jones O.G. Thermal treatment of dry zein to improve the rheological properties of gluten-free dough. Food Hydrocolloids. – 2021. – 1066629. (In Russian).Слай А.К., Тейлор Дж. Улучшение характеристик зеинового теста с помощью разбавленных органических кислот. J. Cereal. Sci. – 60. – С. 157-163.Sly A.K., Taylor J. Improvement of zein dough characteristics using dilute organic acids. J. Cereal. Sci. – 60. – 157-163. (In Russian).Khuzwayo T.A., Taylor J.R.N., Taylor J. Влияние тестовой заготовки, предварительной желатинизации муки и включения зеина на функциональность кукурузного теста для хлеба. LWT - Food Sci. Technol. (Lebensmittel-Wissenschaft-Technol.). – 2020. – 121. – Р. 108993.Khuzwayo T.A., Taylor J.R.N., Taylor J. Effect of dough preparation, flour pregelatinization and zein inclusion on the functionality of corn bread dough. LWT – Food Sci. Technol. (LebensmittelWissenschaft -Technol.). – 2020. – 121. – 108993. (In Russian).Jeong S., Kim M., Yoon M.-R., Lee S. Приготовление и характеристика безглютенового листового теста и лапши с использованием зеина и рисовой муки с различным содержанием амилозы. J. Cereal. Sci. – 2017. – 75. – Р. 138-142.Jeong S., Kim M., Yoon M.-R., Lee S. Preparation and characterization of gluten-free sheet dough and noodles using zein and rice flours with different amylose contents. J. Cereal. Sci. –2017. – 75. – 138-142. (In Russian).Озтюрк О.К., Мерт Б. Влияние микрофлюидизации на реологические и текстурные свойства безглютеновых кукурузных хлебцев. Food Res. Int. – 2018. – 105. – С. 782-792.Ozturk O.K., Mert B. Effect of microfluidization on rheological and textural properties of glutenfree cornbread. Food Res. Int. – 2018. – 105. – 782-792. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.