mkgtuНовые технологии / New technologiesNew Technologies2072-09202713-0029МГТУ10.47370/2072-0920-2025-21-4-121-144mkgtu-846Research ArticleПИЩЕВЫЕ СИСТЕМЫ И БИОТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВFOOD SYSTEMS AND BIOTECHNOLOGY OF FOOD AND BIOACTIVE SUBSTANCESРазработка рецептур на основании исследования влияния режимов температурной обработки полуфабрикатов высокобелковых мучных изделий на гликемический индексFormulation development on the basis of the effect of temperature treatment of semi-finished high-protein flour products on the glycemic indexhttps://orcid.org/0000-0002-2716-4182ШиловВ. В.ShilovV. V.

Валерий Викентьевич Шилов, кандидат биологических наук, доцент

кафедра экологической медицины и радиобиологии

220070; ул. Долгобродская, д. 23/1; Минск

Valery V. Shilov, PhD (Biol.), Associate Professor

Department of Environmental Medicine and Radiobiology

220070; 23/1 Dolgobrodskaya St.; Minsk

valery.shilov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1456-9586ЛитвякВ. В.LitvyakV. V.

Владимир Владимирович Литвяк, доктор технических наук, кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

140051; ул. Некрасова, д. 11; Московская область; Люберецкий р-н; Красково

Vladimir V. Litvyak, Dr Sci. (Eng.), PhD (Chem.), Associate Professor, Leading Researcher

140051; 11 Nekrasov str.; Moscow Region; Lyubertsy District; Kraskovo

besserk1974@mail.ruЖурняА. А.ZhurnyaA. A.

Анна Александровна Журня, кандидат технических наук, начальник отдела

отдел питания

220037; ул. Козлова, д. 29; Минск

Anna A. Zhurnya, PhD (Eng.), Head of the Department

Nutrition Department

220037; 29 Kozlov St.; Minsk

nurka8899@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1431-4804РосляковЮ. Ф.RoslyakovYu. F.

Юрий Федорович Росляков, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры

кафедра пищевой инженерии

350072; ул. Московская, д. 2; Краснодар

Yuri F. Roslyakov, Dr Sci. (Eng.), Professor

Department of Food Engineering

350072; 2 Moskovskaya St.; Krasnodar

lizaveta_ros@mail.ruОкуловаТ. В.OkulovaT. V.

Татьяна Витальевна Окулова, научный сотрудник

отдел питания

220037; ул. Козлова, 29; Минск

Tatiana V. Okulova, Researcher

Nutrition Department

220037; 29 Kozlov St.; Minsk

okulowa147@mail.ru«Международный государственный экологический институт им. А.Д. Сахарова» Белорусского государственного университетаБеларусьInternational State Ecological Institute of the Belarusian State University named after A.D. SakharovBelarusВсероссийский научно-исследовательский институт крахмала и переработки крахмалсодержащего сырья – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха»РоссияAll-Russian Research Institute of Starch and Starch-Containing Raw Materials Processing – Branch of the Federal Potato Research Center named after A.G. LorkhRussian FederationРеспубликанское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию»БеларусьScientific and Practical Center for Food of the National Academy of Sciences of BelarusBelarusФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет»РоссияKuban State Technological UniversityRussian Federation202521012026214121144Copyright © Шилов В.В., Литвяк В.В., Журня А.А., Росляков Ю.Ф., Окулова Т.В., 20262026Шилов В.В., Литвяк В.В., Журня А.А., Росляков Ю.Ф., Окулова Т.В.Shilov V.V., Litvyak V.V., Zhurnya A.A., Roslyakov Y.F., Okulova T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://newtechology.mkgtu.ru/jour/article/view/846   Введение

   Введение. Национально ориентированные для России и Беларуси пищевые продукты – блины и оладьи – при их обогащении белком перспективны для спортивного и диетического питания.

   Цель исследования

   Цель исследования. Исследовать влияние режимов температурной обработки полуфабрикатов высокобелковых мучных изделий на гликемический индекс (ГИ) и разработать их рецептуры.

   Объекты и методы исследования. Оптимизацию количественного соотношения сырья в рецептурных составах проводили методом линейного программирования по версии R2022b (24. 08. 2022 г.) программы MatLab – разработчик компания «The MathWorks» и Клив Б. Молер, США. Органолептические и физико-химические показатели определяли стандартизированными методами. ГИ находили по уровню глюкозы в крови добровольцев.

   Результаты и обсуждение. Разработаны модельные рецептуры и изготовлены лабораторные образцы высокобелковых блинов и оладий с использованием сывороточного, молочного, яичного, пшеничного и горохового белка и их комбинаций. Исследовано влияние температурной обработки (охлаждение и заморозка) на органолептические, физико-химические показатели, а также на ГИ. При шоковой заморозке полуфабрикатов высокобелковых мучных изделий до –18 °С наблюдалось увеличение количества резистентного крахмала на 7,7-12,3 % по отношению к охлажденным до 4 °С продуктам. Шоковая заморозка способствует снижению ГИ высокобелковых оладий на 27,5 % ((с 73 до 53), а блинов на 30,9 % (с 73 до 50). Состав полуфабрикатов и способ температурной обработки оказывает значительное влияние на ГИ готовых изделий.

   Заключение

   Заключение. Полученные в ходе исследования продукты питания могут быть рекомендованы не только в качестве спортивного питания, но и потребителям, предпочитающим диетические продукты, что будет способствовать профилактической защите населения от развития болезненных состояний, вызываемых повышенными нервными и физическими нагрузками, а также неблагоприятными факторами внешней среды.

   Introduction

   Introduction. Nationally oriented food products for Russia and Belarus – pancakes and fluffy pancakes, when enriched with protein – are promising for sports and dietary nutrition.

   The goal of the research was to study the effect of temperature treatment regimes of semi-finished high-protein flour products on the glycemic index (GI) and to develop recipes for them.

   The objects and methods. Optimization of the quantitative ratio of raw materials in the recipes was performed using linear programming using MatLab version R2022b (August 24, 2022) – developed by The MathWorks and Clive B. Mohler, USA. Organoleptic and physicochemical parameters were determined using standardized methods. The GI was calculated based on the blood glucose levels of volunteers.

   The results and discussion. Model recipes were developed and laboratory samples of high-protein pancakes and fluffy pancakes were produced using whey, milk, egg, wheat, and pea proteins, as well as their combinations. The effect of temperature treatment (chilling and freezing) on the organoleptic, physicochemical, and GI properties was studied. Blast freezing of semi-finished high-protein flour products to –18 °C resulted in a 7.7-12.3 % increase in resistant starch compared to products chilled to 4 °C. Flash freezing reduces the GI of high-protein pancakes by 27.5 % (from 73 to 53), and of fluffy pancakes by 30.9 % (from 73 to 50). The composition of semi-finished products and the method of heat treatment had a significant impact on the GI of finished products.

   Conclusion

   Conclusion. The food products obtained in the research can be recommended not only as sports nutrition but also for consumers who prefer dietary products, which will contribute to the preventive protection of the population from the development of diseases caused by increased nervous and physical stress, as well as adverse environmental factors.

мучные высокобелковые продукты питанияблиныоладьимодельные рецептурытемпературная обработкатехнологиягликемический индексhigh-protein flour productspancakesfluffy pancakesmodel recipesheat treatmenttechnologyglycemic indexReferencesDevelopment of Low Glycemic Index Pancakes Formulated with Canary Seed (Phalaris Canariensis) Flour / F. Escalante-Figueroa [et al.] // Plant Foods Human Nutrition. 2024. Vol. 79. P. 120-126. doi: 10.1007/s11130-023-01138-7.Development of low glycemic index pancakes formulated with canary seed (Phalaris Canariensis) Flour / F. Escalante-Figueroa [et al.] // Plant Foods Human Nutrition. 2024. Vol. 79. P. 120-126. doi: 10.1007/s11130-023-01138-7.Oat-Based Foods: Chemical Constituents, Glycemic Index, and the Effect of Processing / K. Zhang [et al.] // Foods. 2021. Vol. 10. P. 1304. doi: 10.3390/foods10061304.Oat-Based Foods: Chemical Constituents, Glycemic Index, and the Effect of Processing / K. Zhang [et al.] // Foods. 2021. Vol. 10. P. 1304. doi: 10.3390/foods10061304.Специализированный продукт для спортивного питания / Ю.А. Синявский [и др.] // Вестник Алматинского технологического университета. 2024. № 1. C. 161–172. doi: 10.48184/2304-568X-2024-1-161-172.Specialized product for sports nutrition / Yu.A. Sinyavsky [et al.] // Bulletin of Almaty Technological University. 2024. Issue 1. P. 161–172. doi: 10.48184/2304-568X-2024-1-161-172. [In Russ.]Новокшанова А.Л. Разработка научных принципов создания продуктов спортивного питания на основе молочного сырья : специальность 05.18.15 «Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания» : дис. … на соиск. уч. степ. д-ра техн. наук. М., 2019. 487 с.Novokshanova, A.L. Development of scientific principles for the creation of sports nutrition products based on dairy raw materials : specialty 05.18.15 “Technology and commodity science of food products for functional and specialized purposes and public catering” : dis. … for the degree of Dr Sci. (Eng). Moscow, 2019. 487 p. [In Russ.]Разработка продукта для спортивного питания / Т.А. Яркова [и др.] // Индустрия питания. 2021. Т. 6, № 2. С. 75-83. doi: 10.29141/2500-1922-2021-6-2-9.Development of a product for sports nutrition / T.A. Yarkova [et al.] // Food Industry. 2021. Vol. 6, Issue 2. P. 75–83. doi: 10.29141/2500-1922-2021-6-2-9. [In Russ.]Николаева М.А., Худяков М.С., Худякова О.Д. Классификация продуктов спортивного питания в России и за рубежом // Пищевая индустрия. 2019. Т. 40, № 2. C. 48-51. doi: 10.24411/9999-008A-2019-10006.Nikolaeva, M.A., Khudyakov, M.S., Khudyakova, O.D. Classification of sport nutrition products in Russia and abroad // Food industry. 2019. Vol. 40, Issue 2. P. 48-51. doi: 10.24411/9999-008A-2019-10006. [In Russ.]Доронина О.К., Кулага Е.Н. Современные стратегии спортивного питания (обзорная статья) // Человек. Спорт. Медицина. 2022. 22 (S2). C. 131-138. doi: 10.14529/hsm22s217.Doronina, O.K., Kulaga, E.N. Modern strategies of sport nutrition (review article) // Man. Sport. Medicine. 2022. 22 (S2). P. 131-138. doi: 10.14529/hsm22s217. [In Russ.]Чуб О.П. Разработка оптимальной рецептуры блюд для спортивного питания с использованием математического моделирования // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2020. № 4. C. 15-21. doi: 10.24411/2311-6447-2020-10077.Choob, O.P. Development of an optimal recipe for sports nutrition dishes using mathematical modeling // Technologies of the food and processing industry of the agro-industrial complex - healthy food products. 2020. Issue 4. P. 15-21. doi: 10.24411/2311-6447-2020-10077. [In Russ.]Евсюкова А.О. Анализ научных разработок в области функциональных напитков для спортивного питания на основе патентных баз данных // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2020. № 5/6 (377/378). С. 20-24. doi: 10.26297/0579-3009.2020.5-6.4.Evsyukova, A.O. Analysis of scientific developments in the field of functional drinks for sports nutrition based on patent databases // News of higher educational institutions. Food technology. 2020. Issue 5/6 (377/378). P. 20-24. doi: 10.26297/0579-3009.2020.5-6.4. [In Russ.]Гаврилова Н.Б., Щетинин М.П., Молибога Е.А. Современное состояние и перспективы развития производства специализированных продуктов для питания спортсменов // Вопросы питания. 2017. Т. 86, № 2. С. 23-31.Gavrilova, N.B., Shchetinin, M.P., Moliboga, E.A. Current status and development prospects for the production of specialized products for athletes' nutrition // Nutrition Issues. 2017. Vol. 86, Issue 2. P. 23-31. [In Russ.]Колеман Э. Питание для выносливости. Мурманск: Тулома, 2005. 192 с.Coleman, E. Nutrition for Endurance. Murmansk: Tuloma, 2005. 192 p. [In Russ.]Макгрегор Р. Спортивное питание: что есть до, во время и после тренировок. М.: Альпина Паблишер, 2016. 304 с.McGregor, R. Sports nutrition: what to eat before, during, and after training. Moscow: Alpina Publisher, 2016. 304 p. [In Russ.]ВОЗ (31. 08. 2018). Здоровое питание [Электронный ресурс]. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet.).WHO (31. 08. 2018). Healthy nutrition [Electronic resource]. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet.). [In Russ.]Росляков Ю.Ф., Вершинина О.Л., Гончар В.В. Перспективные исследования хлебобулочных изделий функционального назначения // Известия вузов. Пищевая технология. 2010. № 1. С. 123-124.Roslyakov, Yu.F., Vershinina, O.L., Gonchar, V.V. Promising research of functional bakery products // News of Universities. Food Technology. 2010. Issue 1. P. 123-124. [In Russ.]Обзор разработок мучных изделий для безглютенового и геродиетического питания / И.М. Жаркова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019. Т. 81, № 1 (79). С. 213-217.Review of the development of flour products for gluten-free and gluten-free nutrition / I.M. Zharkova [et al.] // Bulletin of Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019. Vol. 81, Issue 1 (79). P. 213-217. [In Russ.]Росляков Ю.Ф., Вершинина О.Л., Гончар В.В. Хлебобулочные, макаронные и кондитерские изделия нового поколения : учебное пособие. 2-е изд. переработ. и доп. Краснодар: КубГТУ, 2014. 188 с.Roslyakov, Yu.F., Vershinina, O.L., Gonchar, V.V. New generation bakery, pasta, and confectionery products : a study guide. 2<sup>nd</sup> rev. and add. Krasnodar: KubSTU, 2014. 188 p. [In Russ.]Гончар В.В., Вершинина О.Л., Росляков Ю.Ф. Использование порошка из клубней топинамбура в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий // Хлебопродукты. 2013. № 10. С. 46–47.Gonchar, V.V., Vershinina, O.L., Roslyakov, Yu.F. Use of Jerusalem artichoke tuber powder in bakery and flour confectionery technology // Khleboprodukty. 2013. Issue 10. P. 46–47. [In Russ.]Hattie H.Н. Wright The glycaemic index and sports nutrition // South African Journal of Clinical Nutrition. 2005. Vol. 18 (3). P. 22-228. doi: 10.1080/16070658.2005.11734071.Hattie H.N. Wright The glycaemic index and sports nutrition // South African Journal of Clinical Nutrition. 2005. Vol. 18 (3). pp. 22–228. doi: 10.1080/16070658.2005.11734071.Похлёбкин В.В. Блины (Русская кухня). Национальные кухни наших народов. М.: Лёгкая и пищевая пром-сть, 1983. 304 c.Pokhlebkin, V.V. Pancakes (Russian cuisine). National cuisines of our peoples. Moscow: Light and food industry, 1983. 304 p. [In Russ.]Похлёбкин В.В. Блины. Кулинарный словарь. М.: Э, 2015. 456 c.Pokhlebkin, V.V. Pancakes. Culinary Dictionary. Moscow: E, 2015. 456 p. [In Russ.]Ковалёв Н.И. Блины, блинчики, оладьи. Блюда русского стола / Н.И. Ковалёв. СПб.: Лениздат, 1995. 317 с.Kovalev, N.I. Pancakes, Blinchiki, Olad'i. Dishes of the Russian Table / N.I. Kovalev. St. Petersburg: Lenizdat, 1995. 317 p. [In Russ.]Лутовинова И.С. Блин. Слово о пище русской. СПб.: Авалон, 2005. 288 c.Lutovinova, I.S. Pancake. A Word about Russian Food. St. Petersburg: Avalon, 2005. 288 p. [In Russ.]Сокольский И. У них на масленице жирной водились русские блины // Наука и жизнь. 2014. № 2. C. 108-113.Sokolsky, I. They had russian pancakes at Maslenitsa // Science and Life. 2014. Issue 2. P. 108-113.Дьяконов В.П. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Основы применения. 2-е изд., переработанное и дополненное (библиотека профессионала). М.: СОЛОН-Пресс, 2008. 800 с.Dyakonov, V.P. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Basics of Application. 2<sup>nd</sup> ed., revised and supplemented (professional library). Moscow: SOLON-Press, 2008. 800 p. [In Russ.]A glycaemic index compendium of non-western foods / J.H. Christiani [et al.] // Nutrition & Diabetes. 2021. Vol. 11, No. 2. Р. 1021-1023. doi: 10.1038/s41387-020-00145-w.A glycaemic index compendium of non-Western foods / J.H. Christiani [et al.] // Nutrition & Diabetes. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 1021-1023. doi: 10.1038/s41387-020-00145-w.American Diabetes Association. Glycemic Targets: Standards of Medical Care in Diabetes – 2021 // Diabetes Care. 2021. Vol. 44, No. 1. P. S73-S84. doi: 10.2337/dc21-S006.American Diabetes Association. Glycemic Targets: Standards of Medical Care in Diabetes – 2021 // Diabetes Care. 2021. Vol. 44, No. 1. P. S73-S84. doi: 10.2337/dc21-S006.Accu-Chek® Active. Internet information. – 2024 [Electronic resource]. URL: https://www.accuchekcac.com/en/meter-systems/active.Accu-Chek® Active. Internet information. – 2024 [Electronic resource]. URL: https://www.accuchekcac.com/en/meter-systems/active.Andlauer W., Furst P.Antioxidative power of phytochemicals with special reference to cereals // Cereal Foods World. 1998. Vol. 43, No. 5. P. 356-360.Andlauer W., Furst P. Antioxidative power of phytochemicals with special reference to cereals // Cereal Foods World. 1998. Vol. 43, No. 5. P. 356-360.Brennan C.S., Cleary L.J. The potential use of cereal (1→3,1→4)-β-d-glucans as functional food ingredients // Journal of Cereal Science. 2005. Vol. 42, No. 1. P. 1-13. doi: 10.1016/j.jcs.2005.01.002.Brennan C.S., Cleary L.J. The potential use of cereal (1→3,1→4)-β-d-glucans as functional food ingredients // Journal of Cereal Science. 2005. Vol. 42, No. 1, pp. 1–13. doi: 10.1016/j.jcs.2005.01.002.Effect of rye bread breakfasts on subjective hunger and satiety: a randomized controlled trial / H. Isaksson [et al.] // Journal of Nutrition. 2009. Vol. 26. P. 8-39. doi: 10.1186/1475-2891-8-39.Effect of rye bread breakfasts on subjective hunger and satiety: a randomized controlled trial / H. Isaksson [et al.] // Journal of Nutrition. 2009. Vol. 26, pp. 8–39. doi: 10.1186/1475-2891-8-39.Гаврилова О.М. Сохранение свежести хлеба из смеси пшеничной и гречневой муки / О.М. Гаврилова [и др.] // Хлебопечение России. 2008. № 3. С. 18-20.Gavrilova, O. M. Freshness preservation of bread made from a mixture of wheat and buckwheat flour / O. M. Gavrilova [et al.] // Bread Baking of Russia. 2008. Issue 3. P. 18–20. [In Russ.]Гаврилова О.М., Матвеева И.В., Вакуленчик П.И. Приготовление хлеба с использованием гречневой муки // Хлебопечение России. 2007. № 3. С. 14-16.Gavrilova, O.M., Matveeva, I.V., Vakulenchik, P.I. Bread production using buckwheat flour // Bread Baking of Russia. 2007. Issue 3. P. 14-16. [In Russ.]Beneficial phytochemicals in potato – a review / R. Ezekiel [et al.] // Food Research International. 2013. Vol. 50, No. 2. P. 487-496. doi: 10.1016/J.FOODRES.2011.04.025.Beneficial phytochemicals in potato – a review / R. Ezekiel [et al.] // Food Research International. 2013. Vol. 50. Issue 2. P. 487-496. doi: 10.1016/J.FOODRES.2011.04.025.Sharma A., Yadav B.S. Resistant Starch: Physiological Roles and Food Applications // Food Reviews International. Ritika. 2008. Vol. 24, No. 2. P. 193-234. doi: 10.1080/87559120801926237.Sharma A., Yadav B.S. Resistant Starch: Physiological Roles and Food Applications // Food Reviews International. Ritika. 2008. Vol. 24, No. 2. pp. 193-234. doi: 10.1080/87559120801926237.Effect of freeze-thaw treatment and pullulanase debranching on the structural properties and digestibility of starch-glycerol-monostearin complexes of lotus seeds / Dongkun Tu [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2021. Vol. 177. P. 447-454. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.02.168.Effect of freeze-thaw treatment and pullulanase debranching on the structural properties and digestibility of starch-glycerol-monostearin complexes of lotus seeds / Dongkun Tu [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2021. Vol. 177. P. 447-454. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.02.168.Литвяк В.В. Крахмал и крахмалопродукты : монография / В.В. Литвяк [и др.]. Краснодар: КубГТУ, 2013. 204 с.Litvyak V.V. Starch and starch products : a monograph / V.V. Litvyak [et al.]. Krasnodar: KubSTU, 2013. 204 p. [In Russ.]Атлас: иерархическая структура белковых веществ / В.В. Литвяк [и др.]. М.: ФЛИНТА, 2023. 297 с. ISBN 978-5-9765-5238-8.Atlas: hierarchical structure of protein substances / V.V. Litvyak [et al.]. M.: FLINTA, 2023. 297 p. ISBN 978-5-9765-5238-8. [In Russ.]Хлеб: технологии и рецептуры народов мира : монография / Ю.Ф. Росляков [и др.]. Краснодар: КубГТУ, 2022. 375 с.Bread: technologies and recipes of the peoples of the world : a monograph / Yu.F. Roslyakov [et al.]. Krasnodar: KubSTU, 2022. 375 p. [In Russ.]

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