Использование облепиховой добавки с целью улучшения потребительских характеристик песочного полуфабриката
На правах рукописи
ЩЕРБАКОВА ЕЛЕНА ИВАНОВНА
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБЛЕПИХОВОЙ ДОБАВКИ С ЦЕЛЬЮ
УЛУЧШЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПЕСОЧНОГО ПОЛУФАБРИКАТА
Специальность: 05.18.15. – Товароведение пищевых продуктов
и технология продуктов общественного питания
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва - 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении
высшего профессионального образования «Южно–Уральский государственный университет» на кафедре «Технология и организация питания»
Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор
Тошев Абдували Джабарович
Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор
Васькина Валентина Андреевна
- кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Гурьева Ксения Борисовна
Ведущая организация: ГОУВПО «Российский Государственный торгово-
экономический университет»
Защита состоится «23» декабря 2009г. в 1300 часов на заседании
Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.08 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд. 302.
Автореферат размещен на сайте www.mgupp.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств»
Автореферат разослан «__» __ноября_ 2009 г.
Ученый секретарь Совета, к.х.н., доцент В.С.Штерман
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Проблема рационального питания населения возведена в разряд государственных приоритетов. Значительное потребление мучных кондитерских изделий населением позволяет считать их одними из основных продуктов питания. Мучные кондитерские изделия являются в основном источником углеводов и жиров, а содержание таких важных нутриентов как витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон в них незначительно. На долю изделий из песочного теста приходится 25% от общего объема выпуска мучной кондитерской продукции. Задача повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий, в том числе и изделий из песочного теста является актуальной.
Одним из способов решения этой задачи может быть использование добавок местного нетрадиционного сырья, в частности продуктов переработки ягод облепихи в виде порошка.
Важным преимуществом натуральных продуктов является комплексность их химического состава, возможность с их помощью осуществлять обогащение мучных кондитерских изделий одновременно витаминами, белками и минеральными веществами. Среди плодовых и ягодных культур особое место в России, в том числе и на территории Южного Урала занимает облепиха, которая является ценным источником биологически активных веществ. Отходы, образующиеся при ее переработке (жом), обладают высоким содержанием биологически активных веществ.
Производство большинства пищевых продуктов в нашей стране имеет сезонный характер, поэтому первостепенное значение приобретает совершенствование традиционных и разработка новых, перспективных методов консервирования. Один из самых простых и древних методов консервирования - cушка.
Порошкообразные полуфабрикаты способствуют сокращению технологического цикла, улучшению качества выпускаемой продукции, обогащению состава продуктов питания биологически ценными компонентами, снижению энергоемкости высококалорийных продуктов, расширению ассортимента новых продуктов питания, разработке новых пищевых красителей.
Изложенное выше дает основание считать, что для производства песочного полуфабриката с улучшенными потребительскими характеристиками, обогащенного витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами актуальным является разработка технологии получения облепихового порошка с дальнейшим использованием его в виде добавки.
Л.Г. Елисеева, М.В. Гернет, В.А. Васькина, Г.Н. Дубцова, Г.Г. Дубцов, А.А. Кочеткова, А.Е. Туманова, М.А. Николаева, Т.В. Савенкова, Л.А. Сапронова, С.Я. Корячкина и другие в своих исследованиях уделяли внимание проблеме изучения потребительских характеристик продовольственных товаров и разработке на их основе новых продуктов. Достигнутые результаты в области направленного проектирования продуктов питания с заданными потребительскими характеристиками позволили сформулировать основные задачи.
Цель и задачи исследований. Целью работы является улучшение потребительских характеристик песочного полуфабриката при использовании облепиховой добавки.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– изучить химический состав облепихового жома;
– обосновать способ, режим, параметры сушки жома и его переработки в порошок;
– изучить химический состав, технологические свойства облепихового порошка и его пищевую ценность;
– разработать технологию и рецептуру песочного полуфабриката с использованием облепихового порошка;
– определить потребительские характеристики разработанных полуфабрикатов;
- изучить влияние хранения на изменение потребительских свойств песочных полуфабрикатов с добавкой облепихового порошка;
– определить экономическую и социальную эффективность использования добавки в производстве песочного полуфабриката.
Научная новизна и значимость полученных результатов
Научно обоснованы способ и технологические параметры сушки облепихового жома, гарантирующие сохранность пищевой ценности облепихового порошка.
Определены химический состав и показатели качества облепихового порошка.
Изучены технологические свойства облепихового порошка: набухаемость, антиоксидантная активность, влияние облепихового порошка на реологические характеристики эмульсии и свойства клейковинного комплекса муки.
Изучено влияние добавки облепихового порошка на потребительские характеристики песочного теста и выпеченного полуфабриката.
Исследовано влияние добавки облепихового порошка на потребительские характеристики песочного полуфабриката в процессе хранения.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
1.Необходимость и целесообразность разработки песочного полуфабриката повышенной пищевой ценности с использованием облепихового порошка.
2. Технологические параметры и способ сушки облепихового жома, обеспечивающие максимальную сохранность пищевой ценности облепихового порошка.
3. Химический состав и показатели качества облепихового порошка.
4. Технологические свойства облепихового порошка и их влияние на потребительские характеристики песочного теста и выпеченного полуфабриката.
5. Новая рецептура и технологическая схема производства песочного полуфабриката с использованием облепихового порошка. Результаты промышленной апробации разработанного песочного полуфабриката с использованием облепихового порошка.
6. Результаты исследования пищевой ценности разработанного песочного полуфабриката с использованием облепихового порошка.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что на основе проведенных исследований разработана технология получения облепихового порошка, доказана возможность частичной замены муки облепиховым порошком для производства песочного полуфабриката с улучшенными потребительскими характеристиками. Разработана технология и рецептура песочного полуфабриката с добавкой облепихового порошка.
Разработана нормативная документация по производству полуфабриката песочного с облепихой: технические условия (ТУ 9134 – 001 – 71554597 – 09), технологическая инструкция (ОКП 913482 Н 42), рецептура; проект документов (ТУ, ТИ, рецептура) на облепиховый порошок, заявка на патент РФ «Способ производства песочного полуфабриката» (№ 2008152835 от 30.12.2008).
Технология производства песочного полуфабриката с использованием добавки облепихового порошка прошла промышленную апробацию в производственных условиях предприятий общественного питания г. Челябинска (столовая ТЭЦ – 3, ООО «Детское общественное питание», ЗАО «Метопит», кафе «Студенческое» УПК факультета Коммерции ЮУрГУ).
За счет использования облепихового порошка повышена пищевая ценность и потребительские характеристики песочного полуфабриката.
Социальная значимость работы состоит в том, что при использовании отходов местного растительного сырья разработаны мучные кондитерские изделия повышенной пищевой ценности, с высоким содержанием витамина С и - каротина, предназначенные для массового производства. Потребление таких изделий поможет сбалансировать пищевой рацион населения по белкам, витаминам, минеральным веществам, пищевым волокнам.
Результаты научных исследований включены в дисциплины учебного плана факультета «Пищевых технологий» Южно-Уральского государственного университета.
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, обсуждены и получили одобрение на международных, региональных конференциях: IX научно – практической конференции «Наука - Сервису» (Москва, 2004 г.); Региональной научно – практической конференции (Красноярск, 2004 г.); Всероссийской научно – практической (заочной) конференции (Ижевск, 2005 г.); Международной научно – практической конференции «Торгово – экономические проблемы регионального бизнес - пространства» (Челябинск, 2004, 2006, 2007, 2008 г.); Всероссийской научно – практической конференции, посвященной 10 – летию кафедры «Технология и организация питания» (Челябинск, 2007 г.); научно – практической конференции, посвященной 65 – летию кафедры гигиены питания ГОУ ВПО «Пермская медицинская академия им. акад. Е.А. Вагнера» (Пермь, 2008 г.); Всероссийской научно – практической конференции «Новый этап развития пищевых производств: инновации, технологии, оборудование» (Екатеринбург, 2009 г.); Международной научно – практической конференции «Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы» (Оренбург, 2009 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе одна работа в журнале из списка ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 149 страницах печатного текста, содержит 33 таблицы, 55 рисунков, приложение. Библиографический список включает 158 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении научно обоснована актуальность темы; обозначены цель и задачи исследования; отмечена научная новизна и практическая значимость диссертационной работы; выделены основные положения, выносимые на защиту; дана информация об апробации и публикации результатов работы; охарактеризованы структура и объем диссертации.
В первой главе «Пути повышения потребительских характеристик мучных кондитерских изделий» дан анализ отечественных и зарубежных источников о роли мучных кондитерских изделий, их пищевой ценности, об использовании обогатителей, повышающих пищевую ценность, современных способах сушки и получении порошков из растительного сырья, о разноплановом использовании облепихи и продуктов ее переработки в питании, рассмотрен ее химический состав, дана характеристика и особенности структуры песочного полуфабриката.
Во второй главе «Объекты и методы исследований» указаны объекты исследований, методы, приведена схема эксперимента (рисунок 1).
Рисунок 1 – Структурно-логическая схема проведения исследований
Объектами исследования являлись: быстрозамороженные ягоды облепихи (ГОСТ 29187-91); облепиховый жом – отходы производства после отжима сока; облепиховый порошок, полученный измельчением высушенного облепихового жома; мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта (ГОСТ Р 52189 - 2003); лабораторные образцы песочного теста и выпеченных полуфабрикатов по рецептуре №8 Сборника рецептур на торты, пирожные, кексы, рулеты, печенье, пряники, коврижки и сдобные булочные изделия 2000г; лабораторные образцы песочного теста и выпеченных полуфабрикатов с добавкой в виде облепихового порошка. Для проведения исследований применяли сахар – песок (ГОСТ 21-94), масло коровье (ГОСТ 37 – 91), яйца куриные пищевые (ГОСТ Р 51121 – 2003), натрий двууглекислый (ГОСТ 2156-76), соль поваренную пищевую (ГОСТ Р 51574 – 2000), аммоний углекислый (ГОСТ 10199 – 79).
Методы исследования. Отбор проб и подготовку сырья проводили по единой методике по ГОСТ 26929-94, готовых изделий - согласно ГОСТ 5904-82. Опытные и контрольные образцы готовились из одних партий сырья. Органолептические показатели определяли по общепринятым методам, по пятибалловой шкале.
Физико-химические показатели: массовую долю влаги в сырье, тесте и выпеченных полуфабрикатах определяли по ГОСТ 30004-93; содержание растворимых веществ определяли рефрактометрически; содержание общего азота и массовую долю белка - методом Къельдаля; аминокислотный состав образцов - на аминокислотном анализаторе Hitachi KLA – 3В методом ионообменной хромотографии; содержание общего сахара - по перманганатному методу Бертрана; массовую долю жира - экстракцией петролейным эфиром в аппарате Сокслета; содержание тиамина - флуориметрическим методом на флуориметре ОФ/3МА; опреределение каротина осуществляли по ГОСТ 13496.17-95; содержание рибофлавина - люмифлавиновым методом; содержание никотиновой кислоты - колориметрическим методом на фотоэлетроколориметре КФК – 3; общую (титруемую) кислотность – по ГОСТ 25555.0-82; активную кислотность – с помощью рН – метра (ГОСТ 26188-84, ГОСТ 30004.2-93); перекисное число – по ГОСТ 26593-85; щелочность, содержание золы - по общепринятым методикам; макро- и микроэлементы – методом эмиссионного и атомно-абсорбционного спектрального анализа; массовую долю фосфора определяли молибденово-ванадиевым способом; содержание клетчатки и гемицеллюлоз – по методу Кюршнера Ганека; содержание пектиновых веществ – кальций – пектатным методом.
Технологические показатели: структурно-механические и реологические характеристики теста - на ротационном вискозиметре «Reotest– 2»; реологические свойства эмульсий – на вискозиметре SV – 10; количество и качество клейковины по ГОСТ 27839-88, деформацию клейковины - на ИДК – 3М; консистенцию песочного теста, хрупкость песочных полуфабрикатов - на автоматическом пенетрометре ПН – 10У; намокаемость песочных полуфабрикатов - по ГОСТ 10114-80; удельный объем, упек – по общепринятой методике; термический анализ выпеченных полуфабрикатов - на дериватографе Lu Netzsch STA 409 PC Luxx; пористую структуру выпеченных образцов - с помощью сканирующего низко-вакуумного электронного микроскопа JSM – 6460 LV фирмы JEOL.
Показатели безопасности: содержание свинца – по ГОСТ Р 51301-99, кадмия – по ГОСТ Р 51301-99, мышьяка – по ГОСТ Р 51962-2002, гексахлорциклогексан – по МУ 4380 – 87, ртуть – по МУ 08 – 47/138;микробиологическую оценку – на основании нормативов, опубликованных в СанПиН 2.3.2.1078-01 по стандартным методикам.
Технологический процесс осуществляли в соответствии с технологическими инструкциями и санитарными нормами и правилами, действующими на предприятиях общественного питания, с соблюдением основных параметров процесса подготовки сырья, приготовления песочного теста, выпечки полуфабрикатов.
В рецептуры и отдельные операции технологического процесса вносились обоснованные изменения, обусловленные целью и задачами исследования.
Для исследований использовали песочные полуфабрикаты для штучных пирожных. Тесто раскатывали в пласт толщиной 3 – 4 мм и круглой металлической выемкой диаметром 60 мм формовали заготовки, выпекали их при температуре 200 – 225 С 10 – 15 мин. Для получения достоверных значений экспериментальных данных все анализы проводили не менее, чем в трех – пятикратной повторности, с выполнением двух параллельных определений при каждом опыте.
Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с привлечением современных программных средств. Расчеты, построение графиков, их описание осуществляли с помощью приложений Microsoft Office Word, Excel для Windows XP Home Edition.
В третьей главе «Получение и исследование физико–химических и технологических свойств облепихового порошка» приведены результаты химического состава ягод облепихи, жома, оставшегося после отжима сока из ягод. Установлено, что облепиха и жом являются ценными источниками белков, растительного жира, клетчатки, витаминов, кислот, микроэлементов и других жизненно важных пищевых веществ.
Приведены результаты экспериментов по получению порошка из жома облепихи. Сушку жома (влажностью 61%) осуществляли ИК и СВЧ – нагревом, толщина слоя составила 0,5 см. Влияние способов и режимов сушки на пищевую ценность сырья определяли по сохранности физиологически активных веществ - витамина С, и -каротина (таблица 1).
Таблица 1 – Содержание витамина С и -каротина в жоме облепихи (в пересчете на сухое вещество), мг/100г
| Вид жома | Витамин С | -каротин |
| Сырой | 470,00 | 57,85 |
| Высушенный ИК при температуре на поверхности, С: | ||
| 60 | 402,80 | 49,18 |
| 70 | 360,75 | 47,54 |
| 80 | 295,20 | 46,63 |
| Высушенный СВЧ (250г, с влажн.61%), Вт: | ||
| 300 | 460,10 | 52,00 |
| 500 | 437,85 | 51,40 |
| 700 | 414,35 | 50,90 |
Из данных таблицы 1 видно, что содержание витамина С снизилось при ИК-сушке на 14,30 … 37,19%; -каротина на 14,99 … 19,39%. При СВЧ-сушке количество витамина С уменьшилось на 2,10 …11,84%; -каротина - на 10,10 … 12,01%, рисунок 2.
Рисунок 2 – Содержание витамина С и -каротина при СВЧ-сушке
Таким образом, витамин С и -каротин полнее сохраняются при СВЧ-сушке. Время сушки при ИК-нагреве составило 80 … 120 мин, при СВЧ-сушке -10 …30 мин, т.е. скорость СВЧ-сушки выше в 4 … 8 раз по сравнению с ИК-сушкой, в зависимости от режимов. При СВЧ-сушке мощностью 300 Вт время сушки в 2 раза больше, чем при 500 Вт, а при 700 Вт продукт приобретает темно-коричневый цвет, что отрицательно будет сказываться на цвете песочного полуфабриката. Практически доказано и математически обосновано, что лучшей является СВЧ-сушка при мощности 500 Вт. Для дальнейших экспериментов жом, высушенный при данном режиме, измельчали на лабораторной мельнице, а продукт помола пропускали через сито №43 (ячейки не более 2,5 мм), проход облепихового порошка составил 94%.
Результаты химического состава жома облепихи и облепихового порошка приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Особенности химического состава жома облепихи и облепихового порошка
| Наименование показателя | Химический состав продуктов из облепихи, % на сухое вещество | |
| жом | порошок | |
| Белок | 26,18 | 26,17 |
| Жир | 19,10 | 18,80 |
| Моно- и дисахариды | 29,37 | 29,18 |
Продолжение таблицы 2
| Наименование показателя | Химический состав продуктов из облепихи, % на сухое вещество | |
| жом | порошок | |
| Пищевые волокна | 21,60 | 21,60 |
| Зола | 3,60 | 3,70 |
| Общая кислотность | 4,30 | 4,20 |
| Витамины, мг/100г: | ||
| тиамин (В1) | 0,24 | 0,22 |
| рибофлавин (В2) | 0,33 | 0,30 |
| ниацин (РР) | 2,75 | 2,50 |
| аскорбиновая кислота (С) | 470 | 375,10 |
| -каротин | 57,85 | 51,42 |
| Минеральные вещества, мг/100 г | ||
| кальций | 107,00 | 107,00 |
| калий | 518,00 | 518,00 |
| фосфор | 46,10 | 46,10 |
| натрий | 17,50 | 17,50 |
| железо | 10,40 | 10,40 |
| магний | 102,60 | 102,60 |
Установлено, что облепиховый порошок является ценным источником белков, жира, пищевых волокон, витаминов, микроэлементов и других жизненно важных пищевых веществ.
Облепиховый порошок значительно превосходит муку по содержанию белков, жира, витаминов, пищевых волокон, золы. В облепиховом порошке содержатся витамин С и -каротин, отсутствующие в муке.
Исследованы технологические свойства облепихового порошка (ОП).
Изучено влияние порошка на качество жировой эмульсии, которое определяется структурно–механическими свойствами (эффективная вязкость и ее зависимость от скорости сдвига), результаты экспериментов показывают, что реологические свойства эмульсии без добавок облепихового порошка значительно ниже.
Исследования по определению антиоксидантой активности проводились при хранении масла сливочного при температуре 20 С, установлено, что эффективность ингибирования накопления пероксидов возрастает с увеличением дозы внесенной добавки (2 …10%) в 1,28 … 1,86 раза, рисунок 3. При термическом воздействии на масло сливочное (200 С; 15 мин) установлено, что окислительные процессы в масле без добавок облепихового порошка протекали интенсивнее. Внесенная добавка облепихового порошка (2 …10%,) повысила стойкость к окислению в 1,75 …4,66 раза.
Рисунок 3 – Накопление пероксидов при хранении масла сливочного
при температуре 20 С
Проведены исследования по определению величины набухания облепихового порошка в воде при трех температурных режимах (23, 60, 100 °С) в течение одного часа. Коэффициент набухаемости облепихового порошка (К), составил 2,0;
Изучено влияние добавки облепихового порошка на характеристики клейковинного комплекса пшеничной муки, результаты исследований приведены в таблице 3.
Таблица 3 –Изменение характеристик клейковинного комплекса муки от количества добавки облепихового порошка
| Показатели | Контрольный образец | Содержание добавки ОП в % от массы муки | ||
| 2 | 5 | 10 | ||
| Количество сырой клейковины, % | 28,20 | 26,60 | 25,02 | 21,45 |
| Упругость | хорошая | хорошая | хорошая | неудовл. |
| Растяжимость, см | 11,50 | 12,50 | 14,50 | 21,00 |
| Деформация, усл. ед. прибора ИДК | 56,00 | 63,00 | 73,00 | 106,00 |
Данные таблицы 3 показывают, что содержание клейковинного комплекса в муке снижается при увеличении содержания добавки облепихового порошка на 5,67…23,94%, ухудшается упругость, значительно увеличивается растяжимость – на 8,70 …82,61%, увеличивается деформация на 12,50…89,29%.
Таким образом, пищевая ценность и технологические свойства облепихового порошка свидетельствуют о том, что он может использоваться в качестве сырья в производстве мучных кондитерских изделий. На облепиховый порошок составлен проект ТУ 916440-002-71554597-09, микробиологические показатели приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Микробиологические показатели качества облепихового порошка
| Наименование показателя | Допустимый уровень определяемых показателей | Результаты испытаний |
| Мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы, КОЕ/г | не более10000 | 200 |
| Бактерии группы кишечных палочек (колиформные), г/продукт | не допускается в 1,0 | не обнаружено |
| S.aureus, г/продукт | не допускается в 0,1 | не обнаружено |
| Патогенные энтеробактерии, в т.ч. сальмонеллы, г/продукт | не допускается в 25 | не обнаружено |
| Дрожжи, КОЕ/г | не более 50 | 2 |
| Плесени, КОЕ/г | не более 50 | не обнаружено |
По органолептическим показателям облепиховый порошок представляет собой мелкодисперсный сухой порошок, коричневото-оранжевого цвета, с запахом, свойственным облепихе, без постороннего, вкус кисловатый, без посторонних привкусов.
В четвертой главе «Разработка рецептур и технологии песочных полуфабрикатов с добавками облепихового порошка» исследовано влияние добавки облепихового порошка на показатели качества песочного теста и полуфабриката (таблица 5).
Таблица 5 – Влияние добавки облепихового порошка на показатели качества песочного полуфабриката
| Наименование показателя | Контроль | Содержание добавки ОП в % от массы муки | ||||
| 2,5 | 5 | 7,5 | 10 | 15 | ||
| Влажность, % | 5,10 | 5,42 | 5,75 | 6,11 | 6,38 | 6,60 |
| Намокаемость, % | 173,5 | 179,4 | 185,2 | 183,5 | 180,8 | 178,0 |
| Плотность, кг/м3 | 573,2 | 550,7 | 528,1 | 530,3 | 545,2 | 557,1 |
| Хрупкость, ед. пр. ПН - 10У | 44,0 | 43,3 | 35,0 | 36,0 | 38,5 | 43,6 |
| Удельный объем, 10-6,м3/кг | 165,1 | 168,0 | 175,2 | 170,1 | 165,1 | 158,0 |
| Упек, % | 13,80 | 13,54 | 13,42 | 13,30 | 13,20 | 13,05 |
| Щелочность, град | 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | - | - |
Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что влажность образцов, приготовленных с облепиховым порошком, увеличилась на 6,27 … 29,41% по сравнению с контрольным образцом, упек снизился на 1,88 …5,43%. При введенной добавке ОП в количестве 2,5 и 5% наблюдается увеличение намокаемости продукта на 3,40…6,74% соответственно, удельный объем увеличился на 1,76…6,12%; плотность уменьшилась соответственно на 3,93…7,87%. Дальнейшее увеличение количества добавки в полуфабрикат способствовало снижению качества продукта (по намокаемости, удельному объему, плотности). Следует отметить, что по мере увеличения количества вносимой добавки, в песочных полуфабрикатах наблюдается снижение щелочности. Это объясняется наличием большого количества кислот в облепиховом порошке.
Исследовано влияние облепихового порошка в качестве антиокислителя жира в песочном полуфабрикате. Образцы продукта с различными добавками облепихового порошка хранили в течение 15 дней при температуре 18 – 20 С и относительной влажности воздуха 65 – 70%. Качество полуфабрикатов оценивали по перикисному числу (ПЧ), результаты представлены на рисунке 4.
Наиболее интенсивно процессы окисления жира происходят в контрольном образце. В полуфабрикатах, приготовленных с добавкой облепихового порошка, процессы окисления жира идут значительно медленнее: Так, если в контрольном образце значение перекисного числа увеличилось в 5 раз, то в полуфабрикатах с добавками ОП – в 3 …4 раза.
Рисунок 4 – Изменение перекисного числа жира в песочных полуфабрикатах
при хранении
Изучено влияние добавки облепихового порошка на сохранение влажности песочного полуфабриката в процессе хранения. Образцы полуфабрикатов хранили в лабораторных условиях в течение 15 суток при температуре 18 – 20 С и относительной влажности воздуха 65 – 75%. Результаты эксперимента представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Изменение влажности песочных полуфабрикатов в процессе
хранения, %
| Продолжительность хранения, сут. | Содержание добавки ОП,% от массы муки | |||||
| контроль | 2,5 | 5 | 7,5 | 10 | 15 | |
| 1 | 5,10 | 5,42 | 5,77 | 6,11 | 6,38 | 6,60 |
| 3 | 4,80 | 5,18 | 5,44 | 5,81 | 6,00 | 6,24 |
| 5 | 4,72 | 4,94 | 5,11 | 5,50 | 5,75 | 6,09 |
| 7 | 4,45 | 4,70 | 4,90 | 5,20 | 5,40 | 5,82 |
| 9 | 4,22 | 4,36 | 4,65 | 4,90 | 5,15 | 5,53 |
| 11 | 3,75 | 3,97 | 4,31 | 4,65 | 4,85 | 5,26 |
| 13 | 3,44 | 3,68 | 4,05 | 4,40 | 4,60 | 4,99 |
| 15 | 3,14 | 3,39 | 3,73 | 4,13 | 4,33 | 4,72 |
Как видно из данных таблицы 6 потеря влаги в контрольном образце составила 38,48%, а в образцах с облепиховым порошком – 37,46 … 28,43%. Замедление процесса черствения образцов, содержащих добавку облепихового порошка, может быть обусловлено высокой влагоудерживающей способностью его компонентов – целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ.
Для определения оптимальной дозы вносимой добавки ОП проведена органолептическая оценка образцов. Установлено, что при внесении 5% добавки ОП органолептическая оценка качества готовых изделий улучшалась: песочные полуфабрикаты приобретали золотисто–оранжевый цвет, приятный вкус и аромат облепихи, увеличилась рассыпчатость по сравнению с контрольным образцом. Дальнейшее увеличение количества облепихового порошка приводило к ухудшению показателей качества выпеченного полуфабриката. Для характеристики зависимости качества полуфабриката от количества вносимой добавки ОП применялись методы регрессивного анализа, исследованы показатели влажности, намокаемости, плотности, удельного объема. Исследования показали, что лучшим по качеству является образец с добавкой ОП в количестве 5% от общей массы муки.
Изучены процессы, происходящие во время хранения песочных полуфабрикатов с помощью дериватографа. Эксперименты проводили через 8; 24; 72 ч хранения. Кривая TG (1) характеризует убыль массы в зависимости от повышения температуры, кривая DTG (2) – скорость ее убыли, кривая DTA (3) – тепловые эффекты реакции в условиях линейно возрастающей температуры.
Анализируя кривые, можно отметить, что непрочно связанная вода удаляется при прогреве образцов до температуры 100 С, при прогреве до 200 – 250 С удаляется прочно связанная вода. Прочно связанной воды в опытном полуфабрикате с добавкой больше, чем в контрольном образце. Характер кривых ТG свидетельствует о замедлении процесса влагоотдачи при введении облепихового порошка (рисунок 5). Уменьшение массы (кривая TG) сопровождается вначале затратой энергии (отклонение кривой DTA от горизонтали вниз), а затем и выделением энергии (кривая DTA отклоняется вверх). Количество энергии, затрачиваемое на испарение влаги, пропорционально площади эндотермического пика кривой DTA. Полуфабрикат, приготовленный с добавлением облепихового порошка, имеет величину изменения энтальпии больше, чем у контрольного.
1 – кривая TG характеризует убыль массы
2 - кривая DTG скорость убыли
3 - кривая DTA тепловые эффекты реакции
Рисунок 5 – Скорость изменения массы песочного полуфабриката с добавкой 5%
ОП через 8 часов хранения
Экспериментальные данные, полученные на дериватографе при исследовании песочного полуфабриката (через 8 часов хранения) представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Показатели дериватографа через 8 часов хранения песочных полуфабрикатов
| Наименование показателей | Наименование полуфабрикатов | |
| контроль | с добавкой 5% ОП | |
| Температура влагоотдачи, С | 116,3 | 115,1 |
| Содержание непрочно связанной воды, % | 5,08 | 5,45 |
| Содержание прочно связанной воды, % | 12,32 | 12,53 |
| Максимальная температура горения, % | 234,7 | 235,2 |
Анализ данных таблицы 7 свидетельствует о том, что добавка облепихового порошка (5%) снижает температуру влагоотдачи на 1,03%; содержание непрочно связанной воды увеличилось на 7,28%; содержание прочно связанной воды – на 1,07%, незначительно увеличилась максимальная температура горения (на 0,2%).
От качества жировой эмульсии зависит качество теста и готовых изделий. Считали целесообразным изучить влияние облепиховой (5% ОП) добавки на продолжительность приготовления эмульсии, ее свойства. Введение в эмульсию облепиховой добавки позволяет получить эмульсию более высокого качества. Объемная доля воздушной фазы в эмульсии с добавкой облепихового порошка выше на 1,82 %, чем в контрольном образце.
Для изучения пористости образцов песочных полуфабрикатов был проведен рентгеноспектральный микроанализ на сканирующем электронном низко-вакуумном микроскопе SM – 6460 (рисунок 6).
Лучшей пористой структурой обладает образец, приготовленный с добавкой облепихового порошка. Эмульсия с добавками надежнее удерживает воздушную фазу и в тесте и при выпечке песочного полуфабриката. Поэтому плотность выпеченных образцов, приготовленных с добавками, значительно ниже, чем у контрольного образца, а пористость выше.
Рисунок 6 – Влияние облепиховой добавки на пористость песочного
полуфабриката
Разработана технологическая схема приготовления песочного полуфабриката
(рисунок 7). Облепиховый порошок является натуральным красителем и ароматизатором, поэтому из состава сырья исключена фруктовая эссенция.
Пищевую ценность разработанных полуфабрикатов считали целесообразным охарактеризовать по степени сбалансированности основных пищевых веществ, витаминному, минеральному составу (таблица 8).
Таблица 8 – Пищевая ценность песочных полуфабрикатов
| Наименование показателей | Контроль | С добавкой 5% ОП |
| Белок, г | 6,15 | 7,03 |
| Жир, г | 21,05 | 21,25 |
| Моно- и дисахариды,г | 31,00 | 31,46 |
| Крахмал, г | 34,06 | 31,00 |
| Пищевые волокна, г | 1,45 | 2,28 |
| Зола, г | 0,69 | 0,73 |
| Витамины, мг/100г: | ||
| С (аскорбиновая кислота) | – | 4,13 |
| В1 (тиамин) | 0,09 | 0,12 |
| В2 (рибофлавин) | 0,04 | 0,06 |
| РР (никотиновая кислота) | 0,65 | 0,75 |
| - каротин | - | 0,45 |
| Минеральные вещества, мг/100г: | ||
| натрий | 92,09 | 92,92 |
| калий | 84,42 | 94,28 |
| кальций | 21,88 | 28,44 |
| магний | 8,74 | 10,86 |
| фосфор | 68,31 | 67,32 |
| железо | 0,94 | 1,35 |
| Энергетическая ценность, ккал. | 474,29 | 469,21 |
| Соотношение основных пищевых веществ | 1:3,42:10,58 | 1:3,02:8,88 |
Содержание белка в полуфабрикате с добавкой облепихового порошка увеличилось на 14,31%, пищевых волокон - в 1,57 раза; количество витамина С - в 4,13 раза соответственно; –каротина на 45,00%. Содержание витамина В1 увеличилось на 33,33%; В2 – на 50,00% соответственно. Увеличилось содержание Na на 5,24%; К – на 11,68%; Ca – на 29,98%; Mg – на 24,26 %; Fe – на 43,62 %. Введение добавок способствовало снижению калорийности песочного полуфабриката на 1,07%. Снизилось количество жиров и углеводов на 1 часть белка.
Рисунок 7 – Технологическая схема приготовления песочного полуфабриката
Повышение содержания пищевых волокон, минеральных веществ, витаминов свидетельствует о целесообразности использования добавки облепихового порошка в производстве песочного полуфабриката.
По показателям безопасности песочные полуфабрикаты соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 1.5.5. и 1.5.5.2 (таблица 9).
Таблица 9 – Показатели безопасности песочного полуфабриката с
добавкой 5% ОП
| Наименование показателя | Результаты испытаний | Допустимый уровень определяемых характеристик |
| Мезофильные аэробные и факультативно - анаэробныемикроорганизмы, КОЕ/г | 20 | не более10000 |
| Бактерии группы кишечных палочек (колиформные), г/продукт | не обнаружено | не допускается в 1,0 |
| S.aureus, г/продукт | не обнаружено | не допускается в 0,1 |
| Патогенные энтеробактерии, в т.ч. сальмонеллы, г/продукт | не обнаружено | не допускается в 25 |
| Дрожжи, КОЕ/г | 0 | не более 50 |
| Плесени, КОЕ/г | 0 | не более 50 |
| Свинец, мг/кг | 0,45 | не более 0,5 |
| Мышьяк, мг/кг | не обнаружено | не более 0,3 |
| Кадмий, мг/кг | 0,08 | не более 0,1 |
| Ртуть, мг/кг | не обнаружено | не более 0,02 |
| Гексахлорциклогексан (,, - изомеры), мг/кг | не обнаружено | не более 0,2 |
| ДДТ и его метаболиты, мг/кг | не обнаружено | не более 0,02 |
| Цезий-137 Бк/кг | 1,98 | не более 50 |
| Стронций-90 Бк/кг | 0,60 | не более 30 |
Технология производства песочного полуфабриката с добавкой облепихового порошка внедрена на четырех предприятиях общественного питания г. Челябинска с реальным экономическим эффектом 343095 рублей в год на одну тонну песочного полуфабриката.
Таким образом, производство песочного полуфабриката с использованием облепиховой добавки экономически целесообразно.
Выводы
1. На основании анализа доступной информации обоснована целесообразность совершенствования технологии и рецептуры песочного полуфабриката с целью улучшения потребительских характеристик.
2. Эксперименты показали, что облепиха является ценным пищевым сырьем, а жом, оставшийся после отжима сока (влажность 61%), имеет высокое содержание белка (10,44%), витаминов (С – 182,30; В1 – 0,09; В2 – 0,13; РР – 1,07; -каротин 22,56 мг/100г), минеральных веществ (Са, К, Р, Na, Fe, Mg), пищевых волокон (8,43%).
3. В результате проведенных экспериментов выбран и математически обоснован способ и параметры сушки облепихового жома. Установлено, что при СВЧ – сушке качество сухого продукта выше, чем при ИК – сушке: полнее сохраняются витамин С, - каротин, лучше сохраняются цвет, вкус, аромат. Установлены параметры сушки: мощность (500Вт), время (14±2 мин), толщина слоя (0,5см).
4. Изучен химический состав облепихового порошка. Установлено, что облепиховый порошок богат (% на сухое вещество): белком (26,17), жиром (18,80), витаминами (С – 375,10; В1 – 0,22; В2 – 0,30, -каротин –51,42 мг/100г), минеральными веществами (Са – 107,00; К – 518,00; Р – 46,17; Na – 17,50; Fe – 10,40; Mg – 102,60 мг/100г), а также изучен аминокислотный и жирнокислотный состав.
5. Исследованы технологические свойства облепихового порошка. Установлено его влияние на реологические свойства жировой эмульсии (при добавлении порошка в количестве 2,0…10% вязкость возросла на 2,15…58,02%, изучен процесс набухаемости (максимальный коэффициент составил 2,0). Установлена его антиоксидантная активность: при добавлении 2 …10% порошка в масло сливочное стойкость масла к окислению при термической обработке возросла в 1,75…4,66 раза. Определена зависимость характеристик клейковинного комплекса муки от количества добавки облепихового порошка: количество клейковины уменьшилось на 5,67…23,94% при добавлении 2,5…10% порошка, деформация увеличилась на 12,50 … 89,29%.
6. Разработана технология и рецептура песочного полуфабриката с использованием облепихового порошка, который является натуральным ароматизатором, что позволило исключить из состава сырья фруктовую эссенцию.
7. Установлено, что добавка 5% ОП способствует улучшению потребительских характеристик как теста, так и выпеченного полуфабриката. Плотность теста снизилась на 1,58%. Влажность выпеченного полуфабриката увеличилась на 12,75% по сравнению с контрольным образцом; плотность - уменьшилась на 7,87%; намокаемость - возросла на 5,53%; удельный объем - увеличился на 6,12%. Улучшились органолептические показатели, по оценке безопасности полуфабрикат соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 1.5.5. и 1.5.5.2.
8. Определена пищевая ценность песочного полуфабриката с 5% добавки облепихового порошка. Количество белка увеличилось на 14,31% по сравнению с контрольным образцом; содержание пищевых волокон возросло в 1,57 раза, витамина С - в 4,13 раза, витамина В1 – на 33,33%, В2 – на 50%; -каротина - на 45,00%, Са – на 29,98%; Мg – на 24,26; Fe – на 43,62%; К – на 11,68%. Введение добавок способствовало снижению калорийности на 1,07%.
9. Экспериментально установлено, что в процессе хранения песочный полуфабрикат, приготовленный по новой технологии, отличался более высокими значениями влажности по сравнению с контрольным образцом; процессы окисления в нем идут значительно медленнее: перекисное число увеличилось в 4 раза, контрольного образца – в 5 раз.
10.Технология производства песочного полуфабриката с добавкой облепихового порошка внедрена на четырех предприятиях общественного питания г. Челябинска с реальным экономическим эффектом 343095 рублей в год при выработки одной тонны песочного полуфабриката в сутки.
Все вышеперечисленное позволяет рекомендовать разработанный песочный полуфабрикат с использованием облепиховой добавки для производства в предприятиях общественного питания с целью расширения ассортимента мучных кондитерских изделий и создания продуктов с улучшенными потребительскими характеристиками.
Список опубликованных работ по теме диссертации
- Щербакова, Е.И. Технология получения облепихового порошка и его использование в производстве песочного полуфабриката / Е.И. Щербакова, А.Д. Тошев // Хранение и переработка сельхозсырья.- 2009.- №11.- С. 52-54.
- Тошев, А.Д. Разработка песочного полуфабриката функционального назначения. Актуальные проблемы питания: материалы научно-практической конференции, посвященной 65-летию кафедры гигиены питания ГОУ ВПО «Пермская медицинская академия им. акад. Е.А. Вагнера» / А.Д. Тошев, Е.И. Щербакова // Пермь: ОТ и ДО. – 2008. – С. 187–189.
- Щербакова, Е.И. Экспериментальное обоснование использования ягодного сырья в производстве песочного полуфабриката. Материалы Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы». / Е.И. Щербакова, А.Д. Тошев // Оренбург : ИПК ГОУ ОГУ. – 2009. – С. 116–117.
- Тошев, А.Д. Расширение ассортимента мучных кондитерских изделий. Новый этап развития пищевых производств: инновации, технологии, оборудование: материалы Всероссийской научно-практической конференции / А.Д. Тошев, Е.И. Щербакова // Екатеринбург. – 2009. – 11 марта. – С. 73–74.
- Щербакова, Е.И. Технологические аспекты создания песочного полуфабриката функционального назначения. Наука ЮУрГУ: материалы 60 – й юбилейной научной конференции. Секция экономики, управления и права / Е.И. Щербакова, А.Д. Тошев // Челябинск: ЮУрГУ. – 2008. – Т.1. – С. 59–63.
- Кисимов, Б.М. Влияние растительной добавки на физико-химические показатели мучных кондитерских изделий из песочного теста. Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: сборник материалов VI Международной научно-практической конференции / Б.М. Кисимов, Е.И. Щербакова // Челябинск: ЮУрГУ. – 2008. – Т.2. – С. 108–111.
- Щербакова, Е.И. Использование продуктов переработки облепихи в производстве песочного полуфабриката. Торгово-экономические проблемы регионального бизнес пространства: сборник материалов V Международной научно-практической конференции / Е.И. Щербакова // Челябинск: ЮУрГУ. – 2007. – Т.2. – С. 94–97.
- Тошев, А.Д. Облепиха и ее использование в производстве мучных изделий / А.Д. Тошев, Б.М. Кисимов, Е.И. Щербакова // Общественное питание: современные тенденции. Смоленск. – 2007. – № 1. – С. 62–63.
- Тошев, А.Д. Технология порошка из облепихового жома. Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции / А.Д. Тошев, Е.И. Щербакова // Челябинск: ЮУрГУ. – 2007. – С. 144–147.
- Тошев, А.Д. Использование растительных добавок в производстве песочного полуфабриката. Оптовая и розничная торговля: современное состояние и перспективы развития: сборник научных статей Всероссийской научно-практической (заочной) конференции / А.Д. Тошев, Е.И. Щербакова // Ижевск. – 2005. – С. 210–203.
- Щербакова, Е.И., Пищевые добавки в производстве мучных кондитерских изделий. Наука – сервису. IX научно-практическая конференция: материалы секции «Технологии сервиса» / Е.И. Щербакова, Н.Е. Фукс, Б.М. Касимов // М. – 2004. – С. 92–94.
- Щербакова, Е.И. Использование растительных добавок в хлебопечении. Кухня Сибири: прошлое, настоящее, будущее: материалы Региональной научно-практической конференции / Е.И. Щербакова, Н.Е. Фукс // Красноярск. – 2004. – С. 304.
