Bezruchenko O. Technology of Gluten-Free Muffins with buttermilk protein concentrate

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0823U101458

Thesis Registration Form

0823U101458.pdf

Applicant for

Specialization

  • 181 - Харчові технології

Specialized Academic Board

ДФ 26.055.054

State University of Trade and Economics

Essay

The dissertation is devoted to the scientific substantiation and development of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate for people with gluten-related disorders. For the first time, it was scientifically substantiated and proved based on the IR spectra studies that when gluten-free muffins are made with raw gluten-free flour and buttermilk protein concentrate, additional hydrogen bonds are formed between protein and carbohydrate molecules, stabilizing their rheological properties. The selection of raw gluten-free flour, specifically rice flour and finely milled corn flour produced by Kaskad LLC (TM Mr. Tally) with technological properties, in particular, granulometric composition, dispersion, damaged starch content and water absorption capacity, which are closest to similar parameters of wheat flour,was substantiated for use in the gluten-free muffins technology. The paper determines the effect of individual recipe components on the physicochemical, rheological and organoleptic parameters of model food systems of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate. It was proven that the use of a rice and corn flour mix, and buttermilk protein concentrate in the gluten-free muffins production in the ratio of 60...70%, 40...30%, and 25.0...27.5%, respectively, enhances the water absorption capacity of the dough, has a positive impact on the organoleptic, structural and mechanical properties of the developed products, slows down the staling process, and creates the prerequisites for expanding the range of gluten-free muffins with increased nutritional value and desired consumer properties. Through a multivariate experiment, the formula of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate was optimized. The paper demonstrates that the use of a rice and corn flour mix, buttermilk protein concentrate, and sugar with a mass fraction of 22%, 24.9%, and 25.1%, respectively, in the formula ensures the optimal specific volume and porosity of the finished products. Technological modes of production of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate are substantiated. It has been proven that the efficient duration of whipping butter and sugar with buttermilk protein concentrate is (2...3)·60 s at a food processing machine rotation speed of 180 rpm, which corresponds to a fair distribution of the recipe ingredients. The optimal parameters for baking gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate were determined: baking chamber temperature 170°C...160°C, baking time 25...30 min. The formula and technological scheme for the production of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate were developed. A set of data characterizing the quality of the developed products was obtained, and their high nutritional and biological value was proved. The paper shows that the gluten-free muffin exceeds the Cheese ('Syrnyi') muffin (reference) by 8.15% in protein content and 4 times in fiber content. The protein of the developed products is more balanced in terms of amino acid composition than the protein of the reference sample, and contains no limiting amino acids. The characteristics of the muffin's mineral and vitamin composition indicate that the developed gluten-free muffin with buttermilk protein concentrate contains higher amounts of ash elements and vitamins than the reference sample. It was found that reducing sugar in the gluten-free muffin formula by 10% over the reference sample, combined with the use of buttermilk protein concentrate, reduces the energy value by 7.65% as compared to the Cheese ('Syrnyi') muffin. It was established that the safety indicators of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate meet the health and hygiene requirements. The laboratory results proved that the gluten content in the test batch of gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate is less than 20 mg/kg, which meets the applicable safety standards for gluten-free products. The study results of changes in physicochemical, microbiological, and organoleptic quality indicators of the developed products during storage, together with other quality indicators, enabled to substantiate storage modes and shelf life: at a temperature of 18±30C and relative humidity of 70...75% - no more than 7 days. The comprehensive quality indicator of the developed products was found to be within the "excellent quality" range and was 4.4% higher than the reference quality indicator. Regulatory documentation for gluten-free muffins with buttermilk protein concentrate was developed and approved, and two patents for utility models were obtained. The economic efficiency and social effect of the developed technology implementation in production were assessed.

Read more

Research papers

Юдіна Т. І., Безрученко О. М., Павлюченко В. О. Обґрунтування складу борошняної сировини у технології безглютенових кексів. Пр. Тавр. держ. агротехнол. ун-ту. 2019. Вип. 19. Т. 1. С. 179-186. Мелітополь: ТДАТУ.URL:https://oj.tsatu.edu.ua/index.php/pratsi/article/view/103/105

Юдіна Т. І., Безрученко О. М., Кравченко Т. В. Дослідження впливу концентрату сколотин на якість безглютенових кексів. Вісн. Харк. нац. техн. ун-ту сільського госп-ва ім. Петра Василенка. 2019. Вип. 207. С. 189-195. Харків: ХНТУСГ. URL:https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/4981/1/28.pdf

Yudina Т. І., ВеzruchenkoO. M., AhapovaO. V. Gluten-free cakes with cereal flour. Обладнання та технології харчових виробництв: темат. зб. наук. пр. Вип. 40 (1). Гол. ред. Чернега О. Б. Кривий Ріг: ДонНУЕТ, 2020. С. 19-25. URL:https://oblad.donnuet.edu.ua/index.php/tehnolog/issue/download/10/%D0%92%D0%B8%D0%BF%D1%83%D1%81%D0%BA%2040%20%281%29%202020.pdf#page=19

Юдіна Т., Романенко Р., Безрученко О. Підвищення технологічного потенціалу аглютенової борошняної сировини. Міжнар. наук.-практ. журн. «Товари і ринки». 2020. № 4 (36). С. 93-103. URL:http://tr.knute.edu.ua/files/2020/04/11.pdf

Веzruchenko O. M. Technology of gluten-free cake with buttermilk concentrate. Innovative technologies and equipment: development prospects of the food and restaurant industries: Scientific monograph. Riga: Baltija Publishing, 2022. Р. 38-62.URL:http://baltijapublishing.lv/omp/index.php/bp/catalog/view/219/5922/12367-1

Юдіна Т. І., Безрученко О. М. Технологічні властивості борошна круп’яних культур для виробництва безглютенових кексів. Зб. наук. пр. «Продовольчі ресурси». 2022. Т. 10 № 19. С. 176-183. URL:https://iprjournal.kyiv.ua/index.php/pr/article/view/644/pr19

Юдіна Т., Безрученко О. Харчова та біологічна цінність безглютенових кексів з концентратом сколотин. Міжнар. наук.-практ. журн. "Товари і ринки". 2023. № 1 (45). С. 54-62. URL: http://journals.knute.edu.ua/commodities-and-markets/article/download/1774/1687/1689

Юдіна Т. І., Безрученко О. М. Технологія безглютенових кексів з молочно-білковим концентратом сколотин. Модернізація національної системи управління державним розвитком: виклики і перспективи: Матеріали III Міжнародної науково-практичної конференції (м. Тернопіль, 16 листопада 2018 р.). Тернопіль: Тернопільська державна сільськогосподарська дослідна станція ІКСГП НААН, 2018. С. 56-58. URL:http://socrates.vsau.org/repository/getfile.php/19443.pdf

Юдіна Т. І., Безрученко О. М. Кекси на безглютеновому борошні для хворих на целіакію. Матеріали 85-ої Міжнародної наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів «Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті» (м. Київ, 11-12 квітня, 2019 р.). Київ: НУХТ, 2019. С. 50. URL:https://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/30928/1/Part%201.pdf

Юдіна Т. І., Безрученко О. М. Борошняні кондитерські вироби спеціального призначення. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Туризм XXI століття: глобальні виклики та цивілізаційні цінності» (м. Пряшів, 10-11 квітня, 2019 р.). Київ: Київ. нац. торг.-екон. ун-т, 2019. С. 128-129. URL:https://knute.edu.ua/file/MjIxNw==/fb98ed3d77f36d1f83d300a7243ccbe4.pdf

Юдіна Т. І., Безрученко О. М. Технологічні аспекти використання борошна круп’яних культур у технології безглютенових кексів. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Розвиток харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і торгівлі: проблеми, перспективи, ефективність». (м. Харків, 15 травня 2019 р). Харків: ХДУХТ, 2019. С. 39-40. URL:https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/25139/1/t1_15.05.19-39-40.pdf

Юдіна Т. І., Безрученко О. М., Кравченко Т. В. Вплив молочно-білкового концентрату сколотин на якість безглютенових кексів. Матеріали ХХ Міжнародної науково-практичної конференції. «Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв». (м. Харків, 8 листопада 2029 р.). Харків: ХНТУСГ, 2019. С. 90-91. URL:https://repo.btu.kharkov.ua/bitstream/123456789/24597/1/Suchasni%20napriamky%20tenkh%20ta%20protsesiv%20pererob%20i%20kharch%20vyrobnytstv_2019_49.pdf

Yudina T., Bezruchenko O. Manufacturing technology of a gluten-free chocolate cake. Тоurism of the XXI century: Global challenges and civilization values: II International scientific and practical conference (Kyiv, June 1, 2020). Kyiv: KNUTE, 2020. Р. 477. URL:https://knute.edu.ua/file/NjY4NQ==/d9c3d4891ba0c4b4ded109db9b74a1ac.pdf

Yudina T. I., Веzruchenko O. M., AhapovaO.V. The technology of flour confectionery products using a concentrate of buttermilk. Eurasian scientific congress. Abstracts of the 6th International scientific and practical conference (Barcelona, June 14-16, 2020). Barcelona: Barca Academy Publishing, 2020. P. 142-146. URL:https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2020/06/EURASIAN-SCIENTIFIC-CONGRESS_14-16.06.2020.pdf

Юдіна Т., Безрученко О., Агапова О. Вологопоглинальна здатність аглютенової борошняної сировини. World science: problems, prospects and innovations. Abstracts of the 5th International scientific and practical conference (Toronto, March 24-24, 2021). Toronto: Perfect Publishing, 2021. P. 21-27. URL: https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2021/01/WORLD-SCIENCE-PROBLEMS-PROSPECTS-AND-INNOVATIONS-27-29.01.21.pdf

Безрученко О., Юдіна Т. Визначення реологічних властивостей безглютенового тіста для кексів. Матеріали VIII Міжнародної науково-практичної конференції «Здобутки та перспективи розвитку кондитерської галузі». (м. Київ, 15 вересня 2021 р.). Київ: НУХТ, 2021. С. 98-100. URL:https://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/36839/1/kond%202021.pdf

Безрученко О., Юдіна Т. Показники безпеки безглютенових кексів з молочно-білковим концентратом сколотин. Матеріали ІХ Міжнародної науково-практичної конференції «Здобутки та перспективи розвитку кондитерської галузі». (м. Київ, 15 листопада 2022 р.). Київ: НУХТ, 2022. С. 42-44. URL:https://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/38985/1/%D0%97%D0%B1%D1%96%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202022.pdf

Юдіна Т., Безрученко О. Зміна ліпідного комплексу безглютенових кексів з молочно-білковим концентратом сколотин при зберіганні. Матеріали 89-ої Міжнародної наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів «Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті». (м. Київ, 3-7 квітня 2023 р.). Київ: НУХТ, 2023 С. 83. URL:https://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/40815/1/89-Part_1.pdf

Юдіна Т., Безрученко О. Якість безглютенових кексів з молочно-білковим концентратом сколотин. Матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Туризм ХХІ століття: глобальні виклики і цивілізаційні цінності». (м. Київ, 23 травня 2023 р.). Київ: ДТЕУ. С. 179. URL:https://knute.edu.ua/file/MzEyMQ==/9134382f6de141c4773d700c17df2cc4.pdf

Юдіна Т., Безрученко О. Біологічна цінність безглютенових кексів з молочно-білковим концентратом сколотин. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Промисловість та крафт для HoReCa в туризмі: досвід, проблеми, інновації». (м. Київ, 23 травня 2023 р.). Київ: НУХТ, 2023 С. 49. URL:https://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/40814/1/HoReCa%D0%9C%D0%90%D0%A2%D0%95%D0%A0%D0%86%D0%90%D0%9B%D0%98%20%D0%9A%D0%9E%D0%9D%D0%A4%D0%95%D0%A0%D0%95%D0%9D%D0%A6%D0%86%D0%87-2023.pdf

Безрученко О., Юдіна Т. І. Зміна структурно-механічних властивостей безглютенових кексів при зберіганні. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Сталий ланцюг харчування та безпека крізь науку, знання та бізнес». (м. Харків, 18 травня 2023 р.). Харків: ДБУ, 2023. С. 200. URL: https://biotechuniv.edu.ua/wp-content/uploads/2023/06/mater-conf-18-05-23.pdf

Read more

Files

Diss_Безрученко О-М-_РР+ (1)-orig.pdf

autoreferat-Анотація Безрученко.docx

editrequest-Рішення ради_Безрученко.pdf

evolution-Рішення ради_Безрученко.pdf

Similar theses

0824U000689

Roman M. Dvykaliuk

Scientific and technical support of the process and equipment for propolis production

0824U000657

Yana Barysheva

Improvement of the technology of canned fish products with regulation of the process of formation of biogenic amines.

0824U000188

Mariia Hrytsevich

Improving the technology of low-protein cookies

0823U101785

Kateryna M. Semeniuk

Improvement of the technology of natural meat semifinished products using marinades based on vegetable oils

0823U101733

Alina Avramenko

Technology of modified starch with encapsulation of biologically active substances for food enrichment