Аннотация

Электрохимически активированная вода обладает высокой физико-химической и биологической активностью, взаимодействует с пищевыми ингредиентами и влияет на процесс хлебопечения иначе, чем необработанная вода. Цель работы – изучение влияния анодной и катодной фракций электрохимически активированной воды на показатели качества пшеничной муки, теста и хлеба.
В работе исследовали фракции электрохимически активированной воды, пшеничную муку, дрожжи, тесто и хлеб пшеничный. Применяли общепринятые физико-химические и органолептические методы анализа.
Проанализирована динамика показателей окислительно-восстановительного потенциала и рН электрохимически активированной воды в период релаксации. Показатели возвращались к исходному уровню, но через 72 ч отличались от исходных значений. Установлено влияние электрохимически активированной воды на количество и качество клейковины, растяжимость и гидратацию, водоудерживающую способность муки, подъемную силу дрожжей, титруемую кислотность, быстроту подъема теста и качество готовых изделий. Анолит не изменял качество клейковины, но способствовал уменьшению ее количества на 2,0–3,7 % за счет ослабления гидратации белков. Показаны различия в действии католита на качество клейковины: в более слабой связи между белками укреплялись (показатель измерения деформации клейковины снизился на 11,3 %), в более крепкой – расслаблялись (показатель измерения деформации клейковины повысился на 20 %). Католит повышал водоудерживающую способность слабой муки на 11,7 %, сильной – на 5,3 %, а также активизировал дрожжевые клетки. У образцов хлеба, приготовленных на католите, значения удельного объема выше на 3,7–5,4 %, пористости – на 2,3–4,6 % по сравнению с образцами на анолите. Сравнение формы подовых образцов хлеба подтвердило, что католит способствует укреплению теста при использовании муки с более слабой клейковиной и расслаблению при использовании с более крепкой.
Выявленные закономерности, касающиеся различий в действии фракций электрохимически активированной воды на количество и свойства клейковины, водоудерживающую способность муки, активность дрожжей и показатели качества хлеба, могут применяться для корректировки свойств теста из муки пониженного качества, а в перспективе – для безреагентного управления свойствами и поведением пищевого и биологического сырья.

Ключевые слова

Вода, электроактивация, клейковина, тесто, хлеб, анолит, католит

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (РНФ), проект № 20-16-00019.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ding T, Oh D-H, Liu D. Electrolyzed water in food: Fundamentals and applications. Singapore: Springer; 2019. 274 p. https://doi.org/10.1007/978-981-13-3807-6
2. Johansson B. Functional water – in promotion of health beneficial effects and prevention of disease. Internal Medicine Review. 2017;3(2). https://doi.org/10.18103/imr.v3i2.321
3. Электрохимическая активация: изобретения, техника, технология / В. М. Бахир [и др.]. М.: Вива-Стар, 2021. 659 с.
4. Ignatov I, Mosin O, Gluhchev G, Karadzhov S, Miloshev Ge, Ivanov N. The evaluation of the mathematical model of interaction of electrochemically activated water solutions (anolyte and catholyte) with water. European Reviews of Chemical Research. 2015;4(2):72–86.
5. Tanaka Y, Saihara Y, Izumotani K, Nakamura H. Daily ingestion of alkaline electrolyzed water containing hydrogen influences human health, including gastrointestinal symptoms. Medical Gas Research. 2018;8(4):160–166. https://doi.org/10.4103/2045-9912.248267
6. Moorman E, Montazeri N, Jaykus L-A. Efficacy of neutral electrolyzed water for inactivation of human norovirus. Applied and Environmental Microbiology. 2017;83(16). https://doi.org/10.1128/aem.00653-17
7. Yan P, Daliri EB-M, Oh D-H. New clinical applications of electrolyzed water: A review. Microorganisms. 2021;9(1). https://doi.org/10.3390/microorganisms9010136
8. Suvorov OA, Kuznetsov AL, Shank MA, Volozhaninova SYu, Pugachev IO, Pasko OV, et al. Electrochemical and electrostatic decomposition technologies as a means of improving the efficiency and safety of agricultural and water technologies. International Journal of Pharmaceutical Research and Allied Sciences. 2018;7(2):43–52.
9. Orejel JCR, CanoBuendía JA. Applications of electrolyzed water as a sanitizer in the food and animal-by products industry. Processes. 2020;8(5). https://doi.org/10.3390/pr8050534
10. Cayemitte PE, Gerliani N, Raymond P, Aider M. Study of the impacts of electro-activated solutions of calcium lactate, calcium ascorbate and their equimolar mixture combined with moderate heat treatments on the spores of Bacillus cereus ATCC 14579 under model conditions and in fresh salmon. International Journal of Food Microbiology. 2021;358. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109285
11. Lin H-M, Hung Y-C, Deng S-G. Effect of partial replacement of polyphosphate with alkaline electrolyzed water (AEW) on the quality of catfish fillets. Food Control. 2020;112. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107117
12. Athayde DR, Flores DRM, da Silva JS, Genro ALG, Silva MS, Klein B, et al. Application of electrolyzed water for improving pork meat quality. Food Research International. 2017;100:757–763. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.08.009
13. Environmental Decision Memo for Food Contact Notification No. 1811 [Internet]. [cited 2021 Oct 10]. Available from: https://www.fda.gov/food/environmental-decisions/environmental-decision-memo-food-contact-notification-no-1811
14. Han D, Hung Y-C, Wang L. Evaluation of the antimicrobial efficacy of neutral electrolyzed water on pork products and the formation of viable but nonculturable (VBNC) pathogens. Food Microbiology. 2018;73:227–236. https://doi.org/10.1016/j.fm.2018.01.023
15. Gorbacheva MV, Tarasov VE, Kalmanovich SA, Sapozhnikova AI. Electrochemical activation as a fat rendering technology. Foods and Raw Materials. 2021;9(1):32–42. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-32-42
16. Watanabe M, Yamada C, Maeda I, Techapun C, Kuntiya A, Leksawasdi N, et al. Evaluating of quality of rice bran protein concentrate prepared by a combination of isoelectronic precipitation and electrolyzed water treatment. LWT. 2019;99:262–267. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.09.059
17. Li Z-H, Zhou B, Li X-T, Li S-G. Effect of alkaline electrolyzed water on physicochemical and structural properties of apricot protein isolate. Food Science and Biotechnology. 2019;28(1):15–23. https://doi.org/10.1007/s10068-018-0439-5
18. Gerliani N, Hammami R, Aïder M. Extraction of protein and carbohydrates from soybean meal using acidic and alkaline solutions produced by electro‐activation. Food Science and Nutrition. 2020;8(2):1125–1138. https://doi.org/10.1002/fsn3.1399
19. Li Y, Zeng Q-H, Liu G, Peng Z, Wang Y, Zhu Y, et al. Effects of ultrasound-assisted basic electrolyzed water (BEW) extraction on structural and functional properties of Antarctic Krill (Euphausia superba) proteins. Ultrasonics Sonochemistry. 2021;71. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105364
20. Momen S, Alavi F, Aider M. Alkali-mediated treatments for extraction and functional modification of proteins: Critical and application review. Trends in Food Science and Technology. 2021;110:778–797. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.02.052
21. Karim А, Aider M. Sustainable electroisomerization of lactose into lactulose and comparison with the chemical isomerization at equivalent solution alkalinity. ACS Omega. 2020;5(5):2318–2333. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03705
22. Aloo SO, Ofosu FK, Kilonzi SM, Shabbir U, Oh DH. Edible plant sprouts: Health benefits, trends, and opportunities for novel exploration. Nutrients. 2021;13(8). https://doi.org/10.3390/nu13082882
23. Borisenko AA. Quantum-chemical study of dispersion medium influence on the emulsifying ability of milk proteins. Vestnik of MSTU. 2016;19(3):569–576. (In Russ.). https://doi.org/10.21443/1560-9278-2016-3-569-576
24. Liu R, Yu Z-L, Sun Y-L, Tong L-T, Liu L-Y, Wang L.-L, et al. Quality improvement effects of electrolyzed water on rice noodles prepared with semidry-milled rice flours. Food Science and Biotechnology. 2021;30(6):823–832. https://doi.org/10.1007/s10068-021-00923-x
25. Chen Y-X, Guo X-N, Xing J-J, Sun X-H, Zhu K-X. Effects of wheat tempering with slightly acidic electrolyzed water on the microbial, biological, and chemical characteristics of different flour streams. LWT. 2020;118. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108790
26. Набок М. В., Плутахин Г. А. Выпечка пшеничного хлеба с использованием в тестозамешивании электроактивированных водных растворов // Международная Инфо-Система по Резонансным Технологиям. 2009. № 45–2.
27. Momen S, Alavi F, Aider M. Impact of alkaline electro-activation treatment on physicochemical and functional properties of sweet whey. Food Chemistry. 2022;373. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131428
28. Орлов Б. Ю., Степанова Е. Г., Зайцев А. С. Исследование реологических свойств пищевых материалов, обработанных методами электротехнологии // Альманах мировой науки. 2017. Т. 17. № 2–1. С. 65–66.
29. Sokol NV, Atroshchenko EA. Study of the effect of electrochemically activated water on rheological properties of dough and quality of bread. New Technologies. 2019;(1):170–177. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2072-0920-2019-10117
30. Nilova L, Naumenko N, Kalinina I. A study of the forms of bound water in bread and bakery products using differential thermal analysis. Agronomy Research. 2017;15(S2):1386–1398.
31. Cappelli A, Bettaccini L, Cini E. The kneading process: A systematic review of the effects on dough rheology and resulting bread characteristics, including improvement strategies. Trends in Food Science and Technology. 2020;104:91–101. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.08.008
32. Науменко Н. В. Влияние активированной воды на формирование качества и сохраняемость хлеба из пшеничной муки: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб, 2007. 18 с.
33. Li L, Li W, Hu B. Electrostatic field-induced tip-electrospray ionization mass spectrometry for direct analysis of raw food materials. Journal of Mass Spectrometry. 2018;54(1):73–80. https://doi.org/10.1002/jms.4309
34. Akhtar M-J, Mondor M, Aïder M. Impact of the drying mode and ageing time on sugar profiles and antioxidant capacity of electro-activated sweet whey. International Dairy Journal. 2018;80:17–25. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2017.12.013
35. Kiryukhina AN, Grigoreva RZ, Kozhevnikova AYu. Bread production and bakery products in Russia: Current state and prospects. Food Processing: Techniques and Technology. 2019;49(2):330–337. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-2-330-337
36. Djouab A, Aïder M. Effect of drying temperature on the antioxidant capacity of a cathodic electroactivated whey permeate. ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 2019;7(5):5111–5121. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b05962
37. Gur’ev SS, Popov VS. Properties of starter cultures based on non-traditional flours. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):470–479. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-470-479
38. Makarov AS, Lutkov IP. Yeast race effect on the quality of base and young sparkling wines. Foods and Raw Materials. 2021;9(2):290–301. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-2-290-301