Методологические и технологические аспекты регулирования качества макаронных изделий
На правах рукописи
Казеннова Надежда Константиновна
Методологические и технологические аспекты
регулирования качества макаронных изделий
| Специальность: 05.18.01- | Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Москва - 2009
Московский Государственный Университет Технологий и Управления
| Научный консультант: | доктор технических наук, профессор Заслуженный деятель науки РФ Цыганова Татьяна Борисовна |
Официальные оппоненты: | доктор технических наук, профессор Шаззо Аслан Юсуфович |
| доктор технических наук, профессор Нечаев Алексей Петрович | |
| доктор технических наук, профессор Чернов Мишель Евгеньевич | |
| Ведущая организация: | Международная промышленная академия |
Защита состоится «18» декабря 2009г., в 11-00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления» по адресу 109803, Москва, Земляной вал, д.73, зал Ученого совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУТУ
Автореферат размещен на сайте ВАК: www.ed.gov.ru.
Автореферат разослан
Ученый секретарь совета по защите
докторских и кандидатских диссертаций
доктор технических наук, профессор Еркинбаева Р.К.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Макаронные изделия относятся к продукции первой необходимости и, как правило, используются потребителями в России как гарнир в составе вторых блюд. В год в среднем россиянин потребляет около 6 кг макаронных изделий. При этом как правило макаронные изделия закупаются впрок благодаря своему длительному сроку хранения (24 месяца в соответствии с ГОСТ Р 51865-2002).
Мониторинг качества макаронных изделий, выпускаемых российскими производителями показал, что они не всегда соответствуют требованиям ГОСТ Р 51865-2002 и имеют низкие потребительские характеристики, а именно: коричневый или серый оттенок цвета, липкость или вязкость при разжевывании, а к концу своего срока хранения имеют кислый и прогорклый привкус.
В настоящее время в России большая часть макаронные изделия выпускается из муки высшего сорта мягких пшениц по ГОСТ Р 52189-2003 и муки высшего сорта твердых пшениц по ГОСТ Р 52668-2006. Оценка качества применяемого сырья при производстве макаронных изделий показала необходимость научно обоснованного выбора технологических режимов производства макаронных изделий и подбора пищевых добавок для регулирования их качества при использовании муки с различными макаронными свойствами.
Изучение нормативной базы макаронной отрасли и состояния макаронных предприятий показало, что в настоящее время 90% предприятий установило автоматизированные импортные линии ведущих мировых фирм производителей оборудования, таких как PAVAN, FAVA, BUHLER, TECALIT, и действующие нормативные документы по переработке муки с низкими макаронными свойствами не дают желаемого эффекта по улучшению качества изделий.
Таким образом, задача получения макаронных изделий хорошего качества является актуальной и может быть решена комплексно. А именно, выбором заданных критериев качества макаронных изделий, оценки и классификации макаронных свойств муки с дальнейшим моделированием технологического процесса производства макаронных изделий, предусматривающего регулирование технологических параметров замеса, сушки и использование пищевых добавок является актуальной.
Анализ данных литературы, патентов, а также отечественный и зарубежный опыт показали необходимость разработки ряда мероприятий, способствующих регулированию качества макаронных изделий из муки с различными макаронными свойствами.
Этой проблеме посвящены работы отечественных и зарубежных ученых Медведева Г.М., Чернова М.Е., Назарова Н.И., ведущих технологов фирм PAVAN, FAVA, BUHLER, TECALIT.
Работа выполнена по программам РАСХН: «Современные технологии хранения и транспортировки продовольственного сырья и пищевых продуктов.» (2003-2008 гг.), по планам государственной системы стандартизации Российской Федерации в период с 2002 по 2010 гг.
Цель исследований. Разработать методологические и технологические аспекты регулирования качества макаронных изделий.
В соответствии с поставленной целью решались задачи:
- выбор и обоснование критериев и допустимых диапазонов значений показателей качества макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц;
- исследование влияния показателей качества муки из твердой и мягкой пшеницы на качество макаронных изделий;
- оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами с целью улучшения качества макаронных изделий;
- оптимизация технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами с целью улучшения качества макаронных изделий;
- исследование влияния технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделий;
- исследование влияния технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделии;
- разработка рациональных диапазонов дозировок и способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами;
- разработка методологических аспектов регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами;
- промышленная апробация результатов исследования. Экономическое обоснование эффективности разработанных методологических и технологических решений.
Научная концепция. В основу научного решения проблемы получения макаронных изделий с заданными критериями качества положен комплексный подход, предусматривающий выбор заданных критериев качества макаронных изделий, оценку и классификацию макаронных свойств муки с дальнейшем моделированием технологического процесса производства макаронных изделий, предусматривающего регулирование технологических параметров замеса, сушки и использование пищевых добавок.
Научная новизна. Теоретически обоснованы критерии качества и экспериментально установлены допустимые диапазоны значений показателей качества макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц.
Выявлены взаимосвязи между качественными показателями муки и качеством макаронных изделий: между массовой долей сырой клейковины и растяжимостью клейковины с КУ макаронных изделий и СВ; между содержанием глиадиновой фракцией белка муки и СВ; между соотношением глиадиновой к глютениновой фракций белка и ВПС макаронных изделий; между крупностью помола муки и варочными свойствами макаронных изделий (СВ и ВПС) и содержанием составных компонентов цвета (Ж и Ч); между содержанием редуцирующих сахаров муки и содержанием желтого и черного компонентов цвета; взаимосвязь способности муки к потемнению и содержанием желтого и черного составных компонентов цвета; массовой доли золы муки и содержанием черного составного компонента цвета; взаимосвязь между содержанием желтого составного компонента цвета и содержанием каротиноидных пигментов муки.
Оптимизированы влажность теста и температура воды для моделирования технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами с целью получения макаронных изделий с заданными критериями качества.
Оптимизированы температура и относительная влажность сушильного воздуха для моделирования технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами с целью получения макаронных изделий с заданными критериями качества.
Установлено влияние технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделий.
Разработаны рациональные диапазоны и способы внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами, снижающие сухое вещество, перешедшее в варочную воду, водопоглотительную способность, содержание черного составного компонента цвета и увеличивающие коэффициент упругости сваренных макаронных изделий и содержание желтого составного компонента цвета.
Разработана методология регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами, заключающаяся в выборе заданных критериев качества макаронных изделий, оценке макаронных свойств муки с дальнейшем моделированием технологического процесса производства макаронных изделий, предусматривающего регулирование технологических параметров замеса, сушки и использование пищевых добавок.
Практическая ценность работы.
Разработаны нормы показателей качества макаронных изделий, вошедшие в ГОСТ Р 51865-2002 «Изделия макаронные. Общие технические условия» с изменениями №1 и Технохимический контроль макаронного производства. Разработаны термины и определения, которые вошли в ГОСТ Р 52000-2002 «Изделия макаронные. Термины и определения». Разработаны требования к качеству муки для производства макаронных изделий, которые вошли в ГОСТ Р 52378-2002 «Изделия макаронные быстрого приготовления. Общие технические условия». Разработаны методы идентификации сорта макаронных изделий, вошедшие в ГОСТ Р 52810-2005 «Изделия макаронные. Методы идентификации». Внесены предложения в ГОСТ Р 52668-2006 «Мука из твердой пшеницы для макаронных изделий. Технические условия» и в проект ФЗ Технический регламент «О безопасности хлебобулочных и макаронных изделий»Результаты работы включены в Технологические инструкции производства макаронных изделий из муки с низкой массовой долей клейковины (2004 г.); Технологические инструкции производства макаронных изделий из муки с растяжимостью клейковины менее 12 см (2005 г.); Технологические инструкции производства макаронных изделий из муки с растяжимостью клейковины более 20 см (2006 г.); Технологические инструкции производства макаронных изделий из муки со способностью к потемнению (2007 г.); Технологические инструкции производства макаронных изделий из муки с неоднородной крупностью помола составом (2008 г.). Разработаны технологические инструкции по использованию пищевых добавок при производстве макаронных изделий (2008 г.) Технологические инструкции производства макаронных изделий из муки с высоким содержанием редуцирующих сахаров (2009 г). Разработаны и внедрены способы внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий (2008 г.) Разработана программа расчета технологических режимов производства и регулирования качества макаронных изделий из муки с разными макаронными свойствами (2009 г.).
Результаты работы апробированы и внедрены на следующих предприятиях: МФ «Америя» (г. Курчатов); ОАО «Алтайские макароны» (г. Барнаул); ОАО «Омская макаронная фабрика» (г. Омск); ООО «Макарон- Сервис» (г. Москва) и ряде других.
Апробация работы. Результаты работы доложены на: IV научно-практической конференции «Пищевая промышленность и стратегия подготовки специалистов» (г. Калуга 2005 г.); на специализированном деловом форуме «Современные технологии и оборудование в пищевой промышленности» в рамках выставки «Агропродмаш» (г. Москва 2006, 2008 гг.); 12 международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (2006 г.); международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (г. Москва 2006 г.); научно-практических конференциях «Наукоемкие и конкурентоспособные технологии продуктов питания со специальными свойствами» (г. Углич, 2007, 2008, 2009 гг.); конференции - конкурсе научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (г. Москва 2007 г.); международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия»; третьем Всероссийском Технологическом форуме «Инновационные технологии и оборудование пищевой промышленности» (г. Москва 2008 г.); 11-ой международной научной конференции памяти В.М. Горбатова «Тенденции и перспективы развития инновационных и информационных технологий перерабатывающей промышленности» (г. Москва 2008 г.); 14-й международной выставке «Современной хлебопечение - 2008» (г. Москва 2008 г.); первой научно-практической конференции и выставки с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (г. Москва 2008 г.); 111 международном технологическом форуме «Инновационные технологии и оборудование пищевой промышленности» (г. Москва 2008 г.); международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов 21 века» (г. Москва 2009 г.); AACC international Annual Meeting (Baltimore, Maryland 2009г.); втором международном хлебопекарном форуме в рамках мероприятий 15-й международной выставки «Современное хлебопечение – 2009» (г. Москва 2009 г.); третьей международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов» (Москва 2009 г.); международной научно-практическая конференции «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже ХХ1 века» (Москва 2009 г.).
Материалы, вошедшие в диссертацию, использованы при разработке учебно-практических пособий по дисциплинам «Технология макаронных изделий» и «Физико-химические основы макаронного производства» кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» Московского государственного университета технологий и управления, при чтении лекций на курсах повышения квалификации экспертов Регистра Системы Сертификации Персонала, на заседаниях Ученых советов и семинарах ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 43 научных труда, в том числе 11 в рецензируемых журналах, получено 3 патента и подано 2 заявки на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их анализа, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 328 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 145 рисунков. Список литературы включает 179 наименований, в том числе 49 иностранных источников. В приложении приведены разработанные при участии автора национальные стандарты, технологические инструкции и другие документы, подтверждающие практическое использование результатов исследований.
Материалы диссертационной работы являются обобщением научных исследований, проведенных с 2002 по 2009 г. лично автором и/или при его непосредственном участии в качестве руководителя или ответственного исполнителя.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1Обзор литературы
Проведен анализ литературы отечественных и зарубежных авторов. Проанализировано состояние макаронной отрасли в России. Отмечено, что одной из основных проблем макаронной отрасли является отсутствие единых критериев оценки качества макаронных изделий и взаимосвязей между качеством сырья, параметрами технологического процесса и качеством самих макаронных изделий. Рассмотрены, проанализированы и обобщены критерии оценки качества макаронных изделий различных стран мира, а так же методы их определения. Рассмотрены виды и сорта муки, используемые при производстве макаронных изделий. Приведены результаты исследований отечественных и зарубежных ученых, посвященные изучению влияния качества муки на качество макаронных изделий.
Проанализированы различные технологические режимы производства макаронных изделий, применяемые на отечественном и импортном оборудовании. Проанализировано влияние существующих технологических режимов производства на качество макаронных изделий.
Показано, что для улучшения качества макаронных изделий иногда целесообразно применение пищевых добавок структурообразователей и комплексообразователей.
Обоснована необходимость совершенствования технологии и разработки методологии регулирования качества макаронных изделий.
2 Материалы и методы исследований
При проведении исследований использовали образцы пшеничной муки высшего сорта с различными показателями качества из твердых и мягких пшениц, выработанной по ГОСТ Р 52368-2006 и ГОСТ Р 52189-2003. В качестве пищевых добавок использовали цитрат натрия, гуаровую камедь, ксантановую камедь и комплексные улучшители «Ритм» и «Уникум» (Россия), разработанные при участии автора.
В работе применяли как общепринятые, так и специальные методы исследований. Массовую долю белка определяли по ГОСТ 10846-1991; массовую долю сырой клейковины - по ГОСТ 28796-90; качество сырой клейковины по ГОСТ 27839-88; крупность помола - по ГОСТ 27560-87; число падения – по ГОСТ 27676-88; реологические свойства теста на фаринографе – по ГОСТ Р 51404-99; экстенсографе – по ГОСТ Р 51409-99; альвеографе – по ГОСТ Р 51415-99; способность муки к потемнению - по методу Островского; содержание редуцирующих сахаров - по методу Бертрана; массовую долю золы - по ГОСТ 27494-87; содержание каротиноидных пигментов - по ИСО 11052.
Реологические свойства макаронных изделий определяли на приборе «Структурометр» НПО «Радиус» по разработанным методикам по показателям упругости (Н1-Н2), пластичности (Н1) и коэффициенту упругости (КУ) сваренных до готовности макаронных изделий. Содержание сухих веществ в варочной воде после варки до готовности (СВ) и кислотность определяли по ГОСТ Р 52377-2005, водопоглотительную способность макаронных изделий (ВПС), содержание сухих веществ в варочной воде после переварки (СВП) - по методу, приведенном в технохимическом контроле макаронного производства, содержание составных компонентов цвета: желтого (Ж), белого (Б), красного (К) и черного (Ч) определяли на приборе ФМШ-56 М по методике, разработанной Медведевым Г.М. Кислотное число жира в макаронных изделиях определяли по ГОСТ Р 52378-2005.
Определение желтого пигмента муки и макаронных изделий определяли по методике ИСО 11052.
Сенсорную оценку макаронных изделий проводили в соответствии с ИСО 6658:2005 методом присвоения рейтинга и начисления баллов.
Микроструктуру макаронных изделий определяли на микроскопе Geol GSM-5300LV.
Макаронные изделия вырабатывали в лабораторных условиях на макаронном прессе La Monferina и на макаронных предприятиях отрасли, оснащенных технологическим оборудованием PAVAN, BUHLER, FAVA, TEKALIT по технологическим инструкциям.
Выявление зависимостей, планирование эксперимента, оптимизацию технологических параметров замеса и сушки, обработку экспериментальных данных проводили с помощью компьютерных программ Excel for Windows и STATISTIKA 6.
3 Результаты исследований и их анализ
Работа выполнена в лабораториях: отдела технологии и ассортимента макаронного производства ГНУ ГОСНИИХП РАСХН, кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» МГУТУ, института синтетических и полимерных материалов РАН, а так же на предприятиях отрасли: МФ «Америя» (г. Курчатов); ОАО «Алтайские макароны» (г. Барнаул); ОАО «Омская макаронная фабрика» (г. Омск); ООО «Макарон-Сервис» (г. Москва).
Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам всех перечисленных подразделений за содействие, оказанное в проведении исследований. Структурная схема исследований приведена на рисунке 1.
3.1 Выбор и обоснование критериев и допустимых диапазонов значений показателей качества макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц
Во всем мире понятие качество макаронных изделий складывается из нескольких составляющих: цвет, варочные свойства и способность к длительному хранению. Однако критерии оценки этих показателей в зависимости от страны отличаются. Варочные свойства макаронных изделий характеризуют потребительские свойства (упругость и липкость при разжевывании), правильность ведения технологического процесса, потери питательных веществ при варке (содержание сухих веществ в варочной воде) и кулинарные свойства (выход готового блюда при использовании макаронных изделий в общественном питании). При этом цвет и варочные свойства макаронных изделий могут определяться как органолептическими, так и физико-химическими методами. Срок хранения макаронных изделий во многих странах мира контролируется по кислотности самих изделий или кислотному числу жира макаронных изделий.
Но, несмотря на то, что во многих странах мира при оценке качества макаронных изделий определяются очень похожие друг на друга критерии их качества, не существует научно обоснованных единых критериев и не установлены их значения.
Поэтому, в данном разделе в нашу задачу входило выбор и обоснование объективных критериев и допустимых диапазонов значений показателей цвета, варочных свойств и определяющих сроки хранения макаронных изделий и допустимых диапазонов их значений.
Рисунок 1 – Структурная схема исследований
3.1.1 Обоснование критериев цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц
При органолептической оценке цвета макаронных изделий всегда отмечали наличие желтого цвета и присутствие различных оттенков: коричневого, серого, оранжевого, кремового и т.д. При фотометрической оценке цвета на любых фотоэлектроколориметрах отмечают желтизну и белизну. Поэтому задачей настоящего раздела являлось обоснование критериев цвета макаронных изделий из муки мягких и твердых пшениц.
Для обоснования критериев цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц проводили систематизацию и обобщение экспериментального материала, полученного на основе ежегодно проводимых исследований качества макаронных изделий из муки твердой и мягкой пшеницы в период с 2002 по 2009 гг. Цвет макаронных изделий оценивали по сенсорным характеристикам цвета и фотоэлектроколориметрическим методом (методом трех светофильтров). Сенсорные характеристики цвета макаронных изделий из муки мягкой и твердой пшеницы оценивали по следующим цветам: желтый, оранжевый, серый, по методу присвоения рейтинга и начисления баллов по пятибалльной бальной системе: 1 – очень слабо выраженный; 2 – слабо выраженный; 3 –выраженный; 4 – сильно выраженный; 5 – очень сильно выраженный. Фотоэлектроколориметрическим методом определяли содержание составных компонентов цвета: белого (Б), желтого (Ж), красного (Кр), и черного (Ч). В результате корреляционного анализа и выявления связей между сенсорными характеристиками цвета и содержанием составных компонентов цвета было установлено, что более высокие корреляционные зависимости у макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц между сенсорной характеристикой «желтый» и Ж (0,92) и (0,95), между сенсорной характеристикой «оранжевый» и Кр (0,95) и (0,96), и между сенсорной характеристикой «серый» и Ч (0,89) и (0,95) соответственно. На основании высоких корреляционных связей между сенсорной характеристикой «желтый» и Ж и сенсорной характеристикой «серый» и Ч Ж и Ч были выбраны в качестве объективных критериев оценки цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц. Появление оранжевого оттенка в цвете макаронных изделий не являлось отрицательным, так как сами каротиноидные пигменты, обусловливающие цвет макаронных изделий имели разные оттенки от желтого до красного. Поэтому Кр в качестве объективного критерия оценки цвета далее в работе не применялся.
3.1.2 Обоснование допустимых диапазонов значений желтого и черного компонентов цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц
Для более объективной оценки цвета макаронных изделий необходимо знать не только по каким критериям оценивается цвет, но и допустимые диапазоны их значений. Поэтому в задачу данного раздела входило обоснование допустимых диапазонов значений желтого и черного компонентов цвета.
Для определения допустимых диапазонов значений показателей качества макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц проводили сравнение значений Ж и Ч с органолептической оценкой цвета (таблица 1, 2) при соответствующих значениях Ч и Ж для макаронных изделий из муки твердых пшениц 18 % и 25 % соответственно, а для макаронных изделий из муки мягких пшениц 18% и 17% соответственно. При анализе результатов, приведенных в таблице 1, отмечено, что у макаронных изделий из муки твердых пшениц при органолептической оценке отмечали выраженный желтый цвет при Ж 20%. При Ж выше 25% отмечали интенсивно-желтый. При сравнении органолептической оценки цвета с содержанием Ч отмечали, что при увеличении Ч свыше 20% при органолептической оценке появлялся коричневый оттенок. При анализе результатов, приведенных в таблице 2, отмечено, что у макаронных изделий из муки мягких пшениц при органолептической оценке кремовый и желтый цвет при содержании желтого составного компонента цвета от 15% до 20%. При содержании желтого составного компонента цвета выше 20% отмечали интенсивно-желтый, что не соответствовало цвету используемой муки. При сравнении органолептической оценки цвета с содержанием черного составного компонента цвета отмечали, что увеличение черного составного компонента цвета свыше 20% при органолептической оценке появлялся серый оттенок.
Таблица 1- Сравнение значений содержания составных компонентов цвета и органолептическая оценка цвета макаронных изделий из муки твердых пшениц
| Содержание желтого компонента цвета, % | Органолептическая оценка цвета | Содержание черного компонента цвета, % | Органолептическая оценка цвета |
| 15 | кремовый | 15 | янтарно-желтый |
| 17 | бледно-желтый | 17 | янтарно-желтый |
| 19 | бледно-желтый | 19 | желтый |
| 20 | желтый | 20 | желтый со слабым коричневым оттенком |
| 22 | желтый | 22 | желтый с коричневым оттенком |
| 24 | желтый | 24 | желтый с отчетливым коричневым оттенком |
| 25 | янтарно-желтый | 25 | коричневый |
| 27 | интесивно-желтый | 27 | коричневый |
| 30 | интенсивно-желтый | 30 | коричневый |
Таблица 2 –Сравнение значений содержания составных компонентов цвета и органолептическая оценка цвета макаронных изделий из муки мягких пшениц
| Содержание желтого компонента цвета, % | Органолептическая оценка цвета | Содержание черного компонента цвета, % | Органолептическая оценка цвета |
| 9 | светло-кремовый | 15 | светло-кремовый |
| 11 | светло-кремовый | 17 | светло-кремовый |
| 13 | светло-кремовый | 19 | кремовый |
| 15 | кремовый | 20 | кремовый |
| 17 | кремовый | 22 | кремовый со слабо серым оттенком |
| 20 | желто-кремовый | 24 | кремовый с серым оттенком |
| 22 | желтый | 25 | бежевый с серым оттенком |
| 24 | интесивно-желтый | 27 | бежевый с отчетливым серым оттенком |
| 26 | интенсивно-желтый | 30 | темно-бежевый с серым оттенком |
Таким образом, на основании сравнения значений Ж и Ч макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц с их органолептической оценкой было установлено, что Ж для макаронных изделий из муки твердых пшениц должно лежать в диапазоне 20-25%, а макаронных изделий из муки мягких пшениц в диапазоне 15-20%. Ч как для макаронных изделий из твердых так и из мягких пшениц должно быть менее 20%.
3.1.3 Обоснование критериев варочных свойств макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц
При органолептической оценке варочных свойств макаронных изделий отмечают упругость и липкость изделий при разжевывании. В задачу настоящего раздела входило обоснование критериев варочных свойств макаронных изделий из муки мягких и твердых пшениц.
Для обоснования критериев варочных свойств макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц проводили систематизацию и обобщение экспериментального материала, полученного на основе ежегодно проводимых исследований качества макаронных изделий из муки твердой и мягкой пшеницы в период с 2002 по 2009 гг. Варочные свойства макаронных изделий оценивали по сенсорным характеристикам и физико-химическим показателям.
Сенсорные характеристики сваренных макаронных изделий из муки мягкой и твердой пшеницы оценивали по следующим характеристикам: упругий и липкий, по методу присвоения рейтинга и начисления баллов по пятибалльной системе (таблица 3).
Физико-химические показатели варочных свойств оценивали по упругости сваренных макаронных изделий (Н1-Н2), пластичности (Н1), коэффициенту упругости (КУ), сухому веществу, перешедшему у варочную воду (СВ), сухому веществу, перешедшему в варочную воду после переварки (СВП) и водопоглотительной способности макаронных изделий (ВПС).
Таблица 3 – Бальная оценка сенсорной характеристики сваренных макаронных изделий
| Балы липкости | Характеристика липкости | Балы упругости | Характеристика упругости |
| 1 | не липкие | 1 | сильно упругие (жесткие) |
| 2 | слабо выраженная липкость | 2 | упругие |
| 3 | липкие | 3 | мягко-упругие |
| 4 | вязнут на зубах сильно липкие | 4 | не упругие (мягкие) |
| 5 | сильно вязнут на зубах | 5 | мажущиеся |
В результате корреляционного анализа и выявления связей между сенсорными характеристиками и физико-химическими показателями варочных свойств макаронных изделий установлено, что более высокие корреляционные зависимости между сенсорной характеристикой «липкость» и ВПС (0,86), СО (0,61) и СОП (0,5) и между сенсорным показателями «упругость» и К (0,56) и Н1-Н2 (-0,51) при уровне значимости р=0,05.
На основании выбора более высоких корреляционных связей между сенсорной характеристикой «липкость» и СВ и ВПС и сенсорной характеристикой «упругость» и КУ они были выбраны в качестве объективных критериев оценки цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц.
3.1.4 Обоснование допустимых диапазонов значений содержания сухих веществ в варочной воде после варки макаронных изделий, коэффициента упругости сваренных макаронных изделий и водопоглотительной способности макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц
Для более объективной оценки варочных свойств макаронных изделий необходимо знать не только по каким критериям оцениваются варочные свойства, но и допустимые диапазоны их значений. Поэтому в задачу данного раздела входило обоснование допустимых диапазонов значений КУ, СВ и ВПС макаронных изделий.
Для определения допустимых диапазонов значений КУ, СВ и ВПС макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц было проведено сравнение численных значений КУ, СВ и ВПС с сенсорными характеристиками липкости и упругости
На основании сравнения показателей СО, К и ВПС макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц с оценкой их сенсорных характеристик нами было установлено, что при увеличении СВ свыше 6% и ВПС более 160 % сенсорная характеристика «липкость» сваренных макаронных изделий характеризовалась «липкие» и «вязнут на зубах». При снижении КУ ниже 0,9 сенсорная характеристика «упругость» характеризовалась «мягкие» и «мажущиеся».
Таким образом, на основании сравнения значений СВ, ВПС и КУ с сенсорными характеристиками «липкость» и «упругость» было установлено, что для макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц КУ должен быть более 0,9, СВ менее 6%, ВПС менее 160%.
3.1.5 Выбор и обоснование критериев порчи макаронных изделий и обоснование допустимых диапазонов их значений для макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц
Для объективной оценки сроков хранения макаронных изделий, необходимо знать по каким критериям оценивается порча макаронных изделий и допустимые диапазоны их значений. Поэтому в задачу данного раздела входили выбор и обоснование критериев порчи макаронных изделий и обоснование допустимых диапазонов их значений.
Для обоснования критериев порчи макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц проводили систематизацию и обобщение экспериментального материала, полученного на основе ежегодно проводимых исследований качества макаронных изделий из муки твердой и мягкой пшеницы в период с 2002 по 2009 гг. Порчу макаронных изделий оценивали по сенсорным характеристикам вкуса (кислый, сладкий, горький) и вкуса (горький) по методу присвоения рейтинга и начисления баллов по пятибалльной бальной системе: 1 – очень слабо выраженный; 2 – слабо выраженный; 3 –выраженный; 4 – сильно выраженный; 5 – очень сильно выраженный. И по физико-химическим показателям кислотность и кислотное число жира.
На рисунке 2 представлены пентаграммы зависимости сенсорных характеристик макаронных изделий от кислотности и кислотного числа жира макаронных изделий.
При увеличении кислотности макаронных изделий из мягких и твердых пшениц свыше 4 град и кислотного числа жира свыше 75 мг КОН/100г в макаронных изделиях отмечали снижение сенсорных характеристик – появление прогорклого вкуса и запаха, что свидетельствовало о порче макаронных изделий.
 |  |
| А | Б |
| Рисунок 2 – Взаимосвязь сенсорных характеристик «упругость» и «липкость» с ВПС для макаронных изделий из муки твердых (А) и мягких (Б) пшениц | |
При этом была отмечена высокая корреляционная зависимость между кислотностью макаронных изделий и кислотным числом жира (0,9). Поэтому, для характеристики порчи макаронных изделий из муки твердой и мягкой пшеницы был выбран критерий кислотность, как наиболее простой в определении. При этом его значение не должно превышать 4 град.
3.2 Исследование влияния показателей качества муки из твердой и мягкой пшеницы на качество макаронных изделий
Работами отечественных и зарубежных ученых Медведева Г.М., Калининой М.А., Назарова Н.И. и др. большое внимание уделялось изучению влияния качественных характеристик муки на качественные показатели макаронных изделий. Однако все эти работы проводили до 90-х гг. Начиная с 90-х годов, макаронные предприятия прошли техническое переоснащение. В настоящее время макаронное оборудование представляет собой автоматизированные линии, которые позволяют выпускать макаронные изделия высокого качества как из муки твердых, так и мягких пшениц. В этой связи назрела необходимость пересмотреть требования к качеству муки.
3.2.1 Исследование влияния белкового комплекса муки на качество макаронных изделий
Изучению белкового комплекса муки и его роли в формировании качества макаронных изделий посвящено много работ, но все они были проведены как правило на муке из твердых пшениц. В задачу настоящего раздела входило исследование влияния белкового комплекса муки на качество макаронных изделий их муки мягких и твердых пшениц.
При исследовании влияния белкового комплекса муки на качество макаронных изделий изучали влияние массовой доли белка, сырой и сухой клейковины, качества сырой клейковины по показателям растяжимость, индексу деформации клейковины, содержания глиадиновой и глютениновой фракции белка и их соотношения на варочные свойства макаронных изделий (КУ, СВ, ВПС). Так же была изучена микроструктура сваренных макаронных изделий из муки с разной массовой долей и качеством клейковины.
Исследование влияния белкового комплекса муки из твердой и мягкой пшеницы проводили в период с 2002 по 2009 гг. на макаронных предприятиях отрасли, оснащенных технологическим оборудованием PAVAN, BUHLER, FAVA, TEKALIT. А также муки из зерна твердой и мягкой пшеницы, поступающей в испытательную лабораторию макаронного производства ГНУ ГОСНИИХП в период с 2002 по 2009 гг. и предоставленной Алтайским научно-исследовательским институтом зерна и селекции в период с 2005 по 2007 гг. Макаронные изделия вырабатывали в лабораторных условиях на макаронном прессе La Monferina по технологическим инструкциям. О влиянии белкового комплекса муки на варочные свойства макаронных изделий судили по коэффициентам корреляции, полученных при корреляционном анализе.
Массовая доля белка, сырой и сухой клейковины как в муке из мягких пшениц так и из твердых имели слабую корреляционную зависимость между СВ (-0,4), (-0,33), (-0,27); соответственно. Однако отмечено, что при снижении содержания клейковины ниже 26% происходило резкое снижение варочных свойств макаронных изделий, а именно снижение КУ макаронных изделий и повышение СВ. Массовая доля белка, сырой и сухой клейковины не оказывало влияние на ВПС макаронных изделий.
При изучении влияния качества клейковины (индекса деформации клейковины и растяжимости) на показатели качества макаронных изделий была установлена слабая корреляционная зависимость между КУ, СВ и ВПС макаронных изделий. В ходе исследований установлено, что при увеличении растяжимости клейковины как из муки мягких, так и из твердых пшениц свыше 20см или при снижении растяжимости ниже 12 см снижались показатели КУ и СВ. (рисунок 3).
 |  |
| Рисунок 3 – Взаимосвязь варочных свойств макаронных изделий (сухое вещество, перешедшее в варочную воду (СВ) и коэффициента упругости сваренных макаронных изделий (КУ)) от массовой доли и растяжимости клейковины | |
Известно, что качество клейковины зависит, прежде всего, от содержания в ней глиадиновой и глютениновой фракции, а так же от их соотношения. Так как в отечественной и зарубежной литературе нет однозначных данных о влиянии глютениновой и глиадиновой фракций белка на качество макаронных изделий, в работе изучали влияние глиадиновой и глютениновой фракций белка муки на варочные свойства макаронных изделий (КУ, СВ, ВПС). Анализ полученных экспериментальных данных (рисунок 4, 5) показал, что с повышением содержания глиадиновой фракции в муке с 1,2 до 3,8% уменьшалось СВ от 0,05 до 0,89%. А при снижении соотношения глиадиновой к глютениновой фракции муки снижалось ВПС макаронных изделий.
Таким образом, с повышением содержания глиадиновой фракции в муке снижалось сухое вещество, перешедшее в варочную воду, а с увеличением соотношения глиадиновой к глютениновой фракции белка снижалась водопоглотительная способность макаронных изделий. Улучшение варочных свойств с увеличением содержания глиадиновой фракции происходило из-за того, что глиадиновая фракция характеризует связанность клейковины и является ее связующим веществом, которое плотно обволакивает гранулы крахмала и препятствует их потере при варке.
 |  |
| Рисунок 4 - Влияние содержания глиадиновой фракции муки на сухое вещество, перешедшее в варочную воду (СВ) | Рисунок 5 – Влияние соотношения глиадиновой и глютениновой фракций муки на водопоглотительную способность макаронных изделий |
Для более детального изучения формирования структуры сваренных макаронных изделий в зависимости от массовой доли и качества клейковины, была исследована микроструктура сваренных макаронных изделий (рисунок 6), выработанных из следующих образцов муки: А с массовой долей сырой клейковины менее 26%; Б - с растяжимостью менее 20 см; В – с растяжимостью более 20 см; Г с с массовой долей сырой клейковины более 26% и растяжимостью клейковины от 12 см до 20 см. На рисунке 9 представлена микроструктура сваренных макаронных изделий из образцов муки с разной массовой долей и качеством клейковины. При изучении полученных фотографий микроструктуры сваренных макаронных изделий было отмечено, что изделия, выработанные из образца муки 4 имели развитый клейковинный каркас, который заключал в себя гранулы крахмала, не давая им переходить в варочную воду при варке. Макаронные изделия, выработанные из образцов муки 1, 2 и 3 обладали слабым клейковинным каркасом, который позволял крахмальным гранулам «раскрываться» и переходить в варочную воду.
  |   |
| А | Б |
  |   |
| Г | В |
| Рисунок 6 – Микроструктура сваренных макаронных изделий из образцов муки А, Б, В, Г | |
Таким образом, при исследовании влияния белкового комплекса муки на качество макаронных изделий были выявлены взаимосвязи: между массовой долей сырой клейковины и растяжимостью клейковины с КУ макаронных изделий и СВ; между содержанием глиадиновой фракцией белка муки с СВ; между соотношением глиадиновой к глютеноновой фракций белка с ВПС макаронных изделий. Установлены показатели качества муки, которые в большей степени формируют качество макаронных изделий: количество сырой клейковины (не менее 26%) и растяжимость (от 12см до 20 см).
3.2.2 Исследование влияния крупности помола муки на качество макаронных изделий
Оценка крупности помола муки в стандартах ограничивается определением величины остатка на сите с крупными отверстиями (около 500 мкм для муки из твердых пшениц и около 140 мкм для муки из мягких пшениц) и величине прохода через сито с мелкими отверстиями (около 140 мкм для муки из твердых пшениц). Однако просеивание на двух ситах не дает полного представления об истинной крупности помола муки и его выравненности.
При изучении влияния крупности помола муки на качество макаронных изделий использовали образцы макаронной муки: выровненную по крупности (проход с сита 15,5 ПЧ-200 и сход с сита 22,7 ПЧ-150 составлял 71%) и не выровненную по крупности (проход с сита 15,5 ПЧ-200 и сход с сита 22,7 ПЧ-150 составлял 33; проход с сита 22,7 ПЧ-150 и сход с сита 33/36 ПА – 35%; проход с сита 33/36 ПА и сход с сита 49/52 ПА – 20% и проход с сита 49/52 – 13%), и муку из мягких пшениц с проходом с сита 73 ПА-50 - 30%, 40%, 50%, 60% и 70%.
Макаронные изделия вырабатывали в лабораторных условиях на макаронном прессе La Monferina по технологическим инструкциям.
В данном разделе определяли взаимосвязи между крупностью помола муки из твердых и мягких пшениц с варочными свойствами макаронных изделий (КУ, СВ, ВПС) и составными компонентами цвета (Ж, Ч).
Анализ макаронных изделий их муки твердых пшениц, не выровненной по крупности, показал увеличение СВ и ВПС макаронных изделий, снижение содержание желтого составного компонента цвета и увеличение содержания черного составного компонента цвета по сравнению макаронными изделиями из муки твердых пшениц, выровненной по крупности. КУ не зависел от крупности помола муки из твердых пшениц. Исследование микроструктуры сваренных макаронных изделий из муки твердых пшениц не выровненной по крупности показало, что сваренные макаронные изделия из муки твердой пшеницы выровненной по крупности имели гладкую поверхность, а макаронные изделия, выработанные из муки не выровненной по крупности имели на поверхности не смоченные при замесе частички муки, что обусловливало их липкость (рисунок 7).
  |   |
| А | Б |
| Рисунок 7 – Микроструктура сваренных макаронных изделий из муки твердой пшеницы с выровненным гранулометрическим составом(А) и из муки твердой пшеницы с неоднородным гранулометрическим составом(Б) | |
При анализе макаронных изделий из муки мягкой пшеницы разной по крупности помола муки из мягкой пшеницы отмечено, что с увеличением в муке прохода с сита 73 ПА-50 увеличивалось СВ, и ВПС макаронных изделий (рисунок 8). В ходе обработки экспериментальных данных были получены функциональные зависимости СВ и ВПС от прохода с сита 73 ПА-50. КУ не зависел от прохода с сита 73 ПА-50. При исследовании влияния прохода с сита 73 ПА-150 на содержание составных компонентов цвета было выявлено, что с увеличением прохода с сита 73 ПА-150 увеличивается содержание черного и снижается содержание желтого составных компонентов цвета.
 | Рисунок 8 – Взаимосвязь варочных свойств макаронных изделий (СВ и ВПС) с проходом с сита 73 ПА-50 |
На рисунке 9 представлены фотографии микроструктуры поверхности сваренных макаронных изделий из муки мягких пшениц с различным проходом с сита 73 ПА-50. На фотографиях наглядно видно, что поверхность макаронных изделий, выработанных из муки мягких пшениц с проходом с сита 73 ПА-50 менее 50% имели гладкую поверхность, что объясняет меньшее сухое вещество, перешедшее в варочную воду. При увеличении в муке прохода с сита 73 ПА-50 более 50% на поверхности сваренных макаронных изделий выступали чрезмерно увеличенные гранулы крахмала, которые в дальнейшем переходили в варочную воду.
  |   |   |
| А | Б | В |
| Рисунок 9 – Микроструктура поверхности сваренных макаронных изделий из муки мягкой пшеницы с проходом с сита 73 ПА-50 менее 50% (А), более 50% (Б), более 70% (В) | ||
Таким образом, для производства макаронных изделий хорошего качества необходимо использовать муку из твердых пшениц выровненного гранулометрического состава (70% частиц по своей крупности должны лежать в диапазоне 100 мкм ), а количество фракции муки с размером частиц 87 мкм менее 50%.
На основании проведенных исследований были установлены взаимосвязи между крупностью помола муки и варочными свойствами макаронных изделий (СВ и ВПС) и содержанием составных компонентов цвета (Ж и Ч).
3.2.3 Исследование влияния углеводного комплекса муки на качество макаронных изделий
Многими работами показано, что углеводный комплекс муки, так же как и белковый играет большую роль в формировании качества хлеба и хлебобулочных изделий. Однако, очень мало работ, посвященных исследованию влияния углеводного комплекса муки на качество макаронных изделий.
При изучении влияния углеводного комплекса муки на качество макаронных изделий исследовали влияние числа падения, вязкости мучной суспензии, начальной и конечной температур клейстеризации крахмала на варочные свойства (КУ, СВ, ВПС) и содержания восстанавливающих (редуцирующих) сахаров на содержание составных компонентов цвета макаронных изделий (Ж, Ч).
Исследование влияния углеводного комплекса муки проводили в период с 2002 по 2009 гг. на макаронных предприятиях отрасли, оснащенных технологическим оборудованием PAVAN, BUHLER, FAVA, TEKALIT. А также муки из зерна твердой и мягкой пшеницы, поступающей в испытательную лабораторию макаронного производства ГНУ ГОСНИИХП в период с 2002 по 2009 гг. и предоставленной АНИИЗ в период с 2005 по 2007 гг. Макаронные изделия вырабатывали в лабораторных условиях на макаронном прессе La Monferina по технологическим инструкциям.
О влиянии числа падения, вязкости мучной суспензии, начальной и конечной температуры клейстеризации крахмала на варочные свойства (КУ, СВ, ВПС) судили по коэффициентам корреляции, полученным при обработке массива данных.
В результате корреляционной обработки выявлена слабая корреляционная зависимость между вязкостью мучной суспензии и КУ макаронных изделий (0,46). При этом, в исследуемом диапазоне значений вязкости от 760 до 2300 не было отмечено снижения коэффициента упругости сваренных макаронных изделий менее 0,9.
При изучении влияния содержания редуцирующих сахаров в муке на содержание составных компонентов цвета макаронные изделия вырабатывали из муки с содержанием редуцирующих сахаров 0,0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 % на сухое вещество и высушивали при температуре 25 С°, 60 °С, 90 °С и 110 °С. Результаты экспериментальных данных показали, что с увеличением содержания редуцирующих сахаров до 1,0% увеличивалось содержание черного составного компонента цвета при дальнейшем увеличение редуцирующих сахаров содержание черного составного компонента цвета незначительно снижалось. (рисунок 11) Снижение желтого составного компонента цвета происходило при увеличении содержания редуцирующих сахаров свыше 1% и при температуре сушки 25°С. (рисунок 10)
 |  |
| Рисунок 10- Влияние редуцирующих сахаров муки на содержание желтого составного компонента цвета макаронных изделий, высушенных при температуре 25, 60, 90 и 110 С | Рисунок 11- Влияние редуцирующих сахаров муки на содержание черного составного компонента цвета макаронных изделий, высушенных при температуре 25, 60, 90 и 110 С |
А переработка муки с содержанием редуцирующих сахаров в количестве до 1% не приводила к значительному изменению цвета макаронных изделий при любых режимах сушки.
Таким образом, установлена взаимосвязь между содержанием восстанавливающих сахаров (редуцирующих) муки с содержанием желтого и черного компонентов цвета.
3.2.4 Исследование влияния реологических свойств теста на качество макаронных изделий
Многими работами показано, что реологические свойства теста играют большую роль в формировании качества хлеба и хлебобулочных изделий. Однако, очень мало работ, посвященных исследованию влияния реологических свойств теста на качество макаронных изделий.
При исследовании влияния реологических свойств теста исследовали влияние водопоглощения, времени образования теста, устойчивости теста, степени разжижения и показателя качества, определяемых на фаринографе, устойчивости к разжижению, растяжимости, энергии, отношения устойчивости к разжижению, определяемых на экстенсографе, и максимального избыточного давления, средней абсциссы при разрыве, индекса растяжимости, отношения P/L, энергии деформации, определяемых на альвеографе, на варочные свойства (КУ, СВ, ВПС).
Исследование проводили в период с 2002 по 2009 гг. на макаронных предприятиях отрасли, оснащенных технологическим оборудованием PAVAN, BUHLER, FAVA, TEKALIT. А также муки из зерна твердой и мягкой пшеницы, поступающей в испытательную лабораторию макаронного производства ГНУ ГОСНИИХП в период с 2002 по 2009 гг. и предоставленной АНИИЗ в период с 2005 по 2007 гг. Макаронные изделия вырабатывали в лабораторных условиях на макаронном прессе La Monferina по технологическим инструкциям.
О влиянии реологических свойств теста на варочные свойства (КУ, СВ, ВПС) судили по коэффициентам корреляции, полученным при обработке массива данных.
В результате корреляционной обработки были выявлены низкие корреляционные зависимости между реологическими свойствами теста и варочными свойствами (КУ, СВ, ВПС).
3.2.5 Исследование влияния способности муки к потемнению на качество макаронных изделий
Активность фермента полифенолоксидазы и наличие фенольных соединений является основной причиной способности муки к потемнению, а следовательно и потемнения макаронных изделий. Поэтому в данном разделе исследовали влияние способности муки к потемнению на содержание желтого и черного составных компонентов цвета макаронных изделий. Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг, поступающих на предприятия отрасли и отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Макаронные изделия вырабатывали на предприятиях отрасли и лабораторном прессе La Monferina в соответствии с технологическими инструкциями. Результаты исследований показали, что в 100% случаев переработки муки способной к потемнению макаронные изделия имели низкое содержание желтого составного компонента цвета и высокое черного составного компонента цвета.
Таким образом, установлена взаимосвязь способности муки к потемнению с содержанием желтого и черного составных компонентов цвета.
3.2.6 Исследование влияния массовой доли золы муки на качество макаронных изделий
Массовая доля золы показывает содержание измельченных оболочек и минеральных веществ в муке. Многими работами показано, что цвет макаронных изделий зависит от сорта муки. Но не существует единых данных, как массовая доля золы муки влияет на цвет макаронных изделий.
Поэтому, задачей данного раздела было исследование влияния массовой доли золы муки на содержание желтого и черного составных компонентов цвета.
Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг, поступающих на предприятия отрасли и отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Массовая доля золы у муки из мягкой пшеницы варьировалась от 0,45% до 0,74% на сухое вещество, а у муки из твердой пшеницы от 0,6% до 1,05% на сухое вещество. Макаронные изделия вырабатывали на предприятиях отрасли и лабораторном прессе La Monferina в соответствии с технологическими инструкциями.
Были получены зависимости содержания желтого и черного составных компонентов цвета макаронных изделий от массовой доли золы муки из твердых и мягких пшениц. (рисунок 12).
Проведенный анализ полученных зависимостей позволил сделать вывод о том, что увеличение массовой доли золы муки как из твердых, так и из мягких пшениц приводило к увеличению содержания черного компонента цвета макаронных изделий.
 |  |
| А | Б |
| Рисунок 12 – Влияние зольности муки на содержание желтого и черного составных компонентов цвета макаронных изделий из муки мягких (А) и твердых (Б) пшениц | |
При этом в большей степени эта зависимость установлена у макаронных изделий из муки мягких пшениц (0,92). Содержание черного составного компонента цвета макаронных изделий увеличивалось свыше 20% при использовании муки из мягких пшениц с массовой доли золы выше 0,55% и муки из твердых пшениц с массовой доли золы выше 0,9%. Изменение желтого составного компонента цвета имело слабую корреляционную связь с массовой доли золы как у макаронных изделий из твердых, так и из мягких пшениц. В ходе исследований была установлена прямая высокая (0,99) корреляционная зависимость между показателем зольности муки и зольностью макаронных изделий. Так как массовая доля золы макаронных изделий не может регулироваться в ходе технологического процесса, была предложена классификация макаронных изделий по сортам в зависимости от зольности.
В результате проведенных исследований выявлена взаимосвязь массовой доли золы муки с содержанием черного составного компонента цвета.
3.2.7 Исследование влияния содержания каротиноидных пигментов муки на качество макаронных изделий
Желтый цвет макаронных изделий в первую очередь обусловлен количеством каротиноидных пигментов в муке. Поэтому в данном разделе исследовали влияние содержания каротиноидных пигментов муки на содержание желтого составного компонента цвета макаронных изделий.
Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг, поступающих в отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Содержание каротиноидных пигментов муки варьировалось от 0,5 до 1,05 мг -каротина на 1 кг продукта. Макаронные изделия вырабатывали на предприятиях отрасли и лабораторном прессе La Monferina в соответствии с технологическими инструкциями.
В ходе исследований отмечено, что содержание желтого составного компонента цвета макаронных изделий увеличивалось свыше 20% при увеличении содержания каротиноидных пигментов выше 0,55 мг -каротина на 1 кг продукта. А содержание желтого составного компонента имеет прямую зависимость между содержанием каротиноидных пигментов (рисунок 13).
 | Рисунок 13 – Влияние содержания каротинойдных пигментов на содержание желтого составного компонента цвета |
Таким образом, в результате проведенных исследований установлена взаимосвязь между содержанием желтого составного компонента цвета и содержанием каротиноидных пигментов муки.
3.2.8 Исследование влияния кислотности муки на качество макаронных изделий
Существует еще один показатель качества муки, который не формирует цвет и варочные свойства макаронных изделий, но формирует их вкус и обеспечивает длительность их хранения, являясь критерием порчи. Это показатель кислотность.
В этой связи задачей данного раздела было исследование влияния кислотности муки на кислотность макаронных изделий.
Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг., поступающих на предприятия отрасли и отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Макаронные изделия вырабатывали на лабораторном прессе La Monferina.
Проведенные исследования показали, что при непрерывном технологическом процессе кислотность муки равна кислотности макаронных изделий. Однако такие явления на практике, как простой оборудования повышало кислотность макаронных изделий. В процессе хранения макаронных изделий в течение 24 месяцев их кислотность увеличивалась в среднем на 1 град. Таким образом, для обеспечения сроков хранения макаронных изделий в течение 24 месяцев кислотность макаронных изделий сразу после выработки, а соответственно и кислотность муки не должна превышать 3 град.
3.2.9 Определение макаронных свойств муки, установление норм для значений показателей качества муки и классификация макаронных свойств муки
До настоящего времени не было обоснованных норм показателей качества муки, предназначенной для производства макаронных изделий, а так же не были однозначно установлены показатели качества муки, характеризующие макаронные свойства муки, и не было определения макаронных свойств муки.
Поэтому, в задачу настоящего раздела входило определение макаронных свойств муки, установление норм для значений показателей качества муки и классификация макаронных свойств муки. Для решения поставленной задачи обобщали результаты исследований, проведенных в разделах 3.2.1-3.2.8.
На основании проведенной работы дали определение «макаронным свойствам муки», вошедшее в ГОСТ Р 52000-2002 с изменениями №1 : «макаронные свойства муки : способность муки определять качество макаронных изделий». Установили нормы для значений показателей качества муки. На основании установленных норм предложили классификацию макаронных свойств муки: мука с макаронными свойствами; мука с низкими макаронными свойствами. (таблица 4).
Таблица 4 – Макаронные свойства муки
| Показатели макаронных свойств муки | Значения показателей для низких макаронных свойств | Значения показателей макаронных свойств. |
| Показатели макаронных свойств муки, влияющие на цвет макаронных изделий | ||
| крупность помола: у муки из твердых пшениц выровненная: проход с сита 15,5 ПЧ-200 и сход с сита 22,7 ПЧ-150, % | менее 70 | более 70 |
| у муки из мягких пшениц проход с сита 73 ПА-50, % | более 50 | не более 50 |
| Содержание редуцирующих сахаров, % | более 1,0 | не более 1,0 |
| способность муки к потемнению | * | ** |
| Массовая доля золы в пересчете на сухое вещество, % для муки из мягких пшениц для муки из твердых пшениц | более 0,55, более 0,9 | не более 0,55, не более 0,9 |
| содержание каротинойдных пигментов для муки из твердых пшениц, мг/1000 г | не менее 4 | - |
| Показатели макаронных свойств муки, влияющие на варочные свойства макаронных изделий | ||
| Массовая доля сырой клейковины, % | менее 26 | не менее 26 |
| Качество клейковины: растяжимость в диапазоне, см | до 12 свыше 20 | 12-20 |
| крупность помола: у муки из твердых пшениц выровненная проход с сита 15,5 ПЧ-200 и сход с сита 22,7 ПЧ-150, % | менее 70 | более 70 |
| у муки из мягких пшениц проход с сита 73 ПА-50, % | более 50 | не более 50 |
| Показатели макаронных свойств муки, влияющие на сроки хранения макаронных изделий | ||
| Кислотность, град | более 3 | менее 3 |
*способна,
**не способна.
На основании обоснования критериев и допустимых диапазонов значений показателей качества макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц в разделах 3.1.1-3.1.5 и установленных связей влияния показателей качества муки из твердой и мягкой пшеницы на качество макаронных изделий в разделах 3.2.1-3.2.8. выявлены следующие связи между качественными показателями муки и качеством макаронных изделий (рисунок 14): между массовой долей сырой клейковины и растяжимостью клейковины с КУ макаронных изделий и СВ; между крупностью помола муки и варочными свойствами макаронных изделий (СВ и ВПС) и содержанием составных компонентов цвета (Ж и Ч); между содержанием редуцирующих сахаров муки и содержанием желтого и черного компонентов цвета взаимосвязь способности муки к потемнению и содержанием желтого и черного составных компонентов цвета; массовой доли золы муки с содержанием черного составного компонента цвета; взаимосвязь между содержанием желтого составного компонента цвета и содержанием каротиноидных пигментов муки.
Рисунок 14 – Взаимосвязь между критериями качества макаронных изделий и показателей качества муки
3.3 Оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами с целью улучшения качества макаронных изделий
В настоящее время на макаронных предприятиях отрасли применяется технология замеса теста, которая была отработана при пуске оборудования без учета показателей качества муки. Но, как показал опыт работы многих предприятий, переработка муки с низкими макаронными свойствами требует изменения технологических параметров замеса с учетом показателей качества муки. Поэтому задачей настоящего раздела являлась оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами. Для этого проводили полный факторный эксперимент. В качестве факторов выбирали:
Х- влажность теста, % и варьировали от 28% до 35%;
У – температура воды, идущей на замес теста, °С и варьировали с 3°С до 98°С.
За исследуемые параметры принимали: КУ, СВ, ВПС, Ж и Ч.
План эксперимента реализовывали на различных образцах муки, отличающихся по своим макаронным свойствам, указанным в таблице 4.
Замес теста, прессование и формование макаронных изделий в виде вермишели диаметром d=1,2 мм осуществляли на макаронном прессе БИД 100. Длительность замеса составляла 15 минут, разряжением вакуума 08-1 МПа, температура воды в охлаждающей рубашке 30-40 °С. Сушку макаронных изделий осуществляли в шкафных сушилках LaMonftrina при температуре сушильного воздуха 60°С и относительной влажности 75% до достижения изделиями влажности 13,5%. Далее изделия охлаждали в тех же шкафах, и к концу охлаждения они имели влажность 12,5%. Стабилизацию проводили в бункерах-стабилизаторах при температуре 25 °С и относительной влажности 85% в течение 6 часов.
После реализации плана эксперимента и расчета значимости коэффициентов получили 29 уравнений регрессии, описывающих влияние исследуемых факторов на КУ, СВ, ВП, Ж и Ч. Полученные уравнения регрессии позволили смоделировать технологические параметры замеса макаронного теста в зависимости от макаронных свойств муки, обеспечивающие улучшение качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами, а именно: увеличение КУ выше 0,9 и Ж у макаронных изделий из муки твердой пшеницы свыше 20%, а из муки мягкой пшеницы свыше 15%, и снижение СВ менее 6%, ВПС менее 160% и Ч макаронных изделий из муки из мягких и твердых пшениц менее 20%.
Таким образом, оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами позволила смоделировать технологические параметры замеса, которые позволили бы получить макаронные изделия с заданными критериями качества.
3.4 Оптимизация технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами с целью улучшения качества
Сушка макаронных изделий на макаронных предприятиях происходит, как правило, в четыре стадии: предварительная подсушка, предварительная сушка, окончательная сушка и стабилизация. В зависимости от температурных режимов сушка делиться на низкотемпературную (при температуре сушильного воздуха не более 60 °С), высокотемпературную (при температуре сушильного воздуха 70-90 °С) и сверхвысокотемпературную (при температуре сушильного воздуха 90 °С). Анализ процесса сушки на макаронных предприятиях отрасли показал, что большая часть влаги из макаронных изделий удаляется при предварительной подсушке и предварительной сушке. В этот период влажность полуфабриката макаронных изделий снижается с 32-34% до 20-18%. Именно в этот период сушки изменяется цвет полуфабриката макаронных изделий и может появиться отслоение поверхности макаронных изделий. Технологические режимы сушки на предприятиях устанавливали исходя из ассортимента макаронных изделий, а именно из толщины стенки и насыпной массы макаронных изделий и длительности сушки, а так же от конструктивной особенности сушилки. Но, как показал опыт работы многих предприятий, пере6работка муки с низкими макаронными свойствами требует изменения технологических параметров сушки с учетом показателей качества муки. Поэтому задачей настоящего раздела являлась оптимизация технологических параметров сушки макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами. Для этого проводили полный факторный эксперимент. В качестве факторов выбирали:
Х- температура сушильного воздуха, °С и варьировали от 20°С до 120°С;
У – относительная влажность воздуха, % и варьировали с 35% до 122%.
За исследуемые параметры принимали: КУ, СВ, ВПС, Ж и Ч.
План эксперимента реализовывали на различных образцах муки, отличающихся по своим макаронным свойствам, указанным в таблице 4.
Макаронные изделия вырабатывали в виде вермишели диаметром d=1,2 мм. Замес теста, прессование и формование макаронных изделий осуществляли на макаронном прессе БИД 100 при технологических параметрах, установленных в предыдущем разделе. Сушку макаронных изделий осуществляли в шкафных сушилках LaMonftrina до достижения изделиями влажности 13,5%. Далее изделия охлаждали в тех же шкафах и к концу охлаждения они имели влажность 12,5%. Стабилизацию проводили в бункерах-стабилизаторах при температуре 25 °С и относительной влажности 85% в течение 6 часов.
После реализации плана эксперимента и расчета значимости коэффициентов получили 27 уравнений регрессии, описывающих влияние исследуемых факторов на КУ, СВ, ВПС, Ж и Ч. Полученные уравнения регрессии позволили смоделировать технологические параметры сушки макаронных изделий в зависимости от макаронных свойств муки, обеспечивающие увеличение КУ выше 0,9 и Ж у макаронных изделий из муки твердой пшеницы свыше 20%, а из муки мягкой пшеницы свыше 15% и снижение СВ менее 6%, ВПС менее 160% и Ч макаронных изделий из муки из мягких и твердых пшениц менее 20%.
Таким образом, оптимизация технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами позволила смоделировать технологические параметры сушки, которые позволили бы получить макаронные изделия с заданными критериями качества.
- Исследование влияния технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделий
Так как кислотность макаронных изделий нами был выбран в качестве критерия качества макаронных изделий и в процессе производства этот показатель только увеличивается, то задачей настоящего раздела являлось исследование влияния технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделий.
Исследования проводили на муке из твердых и мягких пшениц, с кислотностью 2,4 и 2,0 соответственно. Макаронные изделия вырабатывали на макаронном прессе La Monferina.При исследовании влияния параметров замеса теста исследовали влияние длительности замеса, влажности теста и температуры воды, идущей на замес теста. А при исследовании влияния параметров сушки: температуру сушильного воздуха и относительную влажность воздуха.
При исследовании влияния технологических параметров замеса теста на изменение кислотности установлено, что повышение влажности теста выше 30%, длительности замеса более 15 минут и температуры воды, идущей на замес теста, выше 40°С увеличивало кислотность макаронных изделий в среднем на 0,4 град. Следовательно, при выработке макаронных изделий из муки с повышенной кислотностью рекомендуются следующие технологические параметры замеса теста как из муки твердой, так и мягкой пшеницы: влажность теста – не более 30%, длительность замеса - не более 15 минут, температура воды, идущей на замес теста не более 30°С.
При исследовании влияния технологических параметров сушки макаронных изделий на изменение кислотности установлено, что увеличение температуры сушильного воздуха на каждые 20°С увеличивало кислотность макаронных изделий на 0,2 град. Следовательно, при выработке макаронных изделий из муки с повышенной кислотностью рекомендуются использовать низкотемпературный режим сушки с температурой сушильного воздуха до 40 °С.
Таким образом, на основе экспериментальных исследований определены технологические параметры замеса и сушки макаронных изделий, обеспечивающие меньший рост кислотности макаронных изделий в процессе их изготовления.
- Разработка рациональных диапазонов дозировок и способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами
В предыдущих главах нами были разработаны технологические режимы производства макаронных изделий из муки с разными макаронными свойствами. Но на практике иногда приходится перерабатывать муку, низкие макаронные свойства которой невозможно исправить технологическими приемами. К такой муке относится мука с высокой зольностью, или, например когда макаронные свойства муки накладываются таким образом, что не существует единой области решений, полученных в разделах 3.3 и 3.4. В такой ситуации технологу приходится выбирать, что улучшать: варочные свойства или цвет макаронных изделий. Для переработки такой муки при производстве макаронных изделий необходимо использовать пищевые добавки. Задачей данного раздела является разработка рациональных диапазонов и способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами. При выполнении поставленной задачи было выдвинуто предположение, что пищевые добавки, предназначенные для улучшения варочных свойств макаронных изделий должны обладать структурообразующем действие, т.е. создавать дополнительную структуру клейковинному каркасу и удерживать в себе гранулы крахмала. Для улучшения цвета макаронных изделий пищевые добавки должны предотвращать протекание реакции Майяра и ферментативное потемнение. Такими пищевыми добавками могут быть комплексообразователи. Выбор пищевых добавок и их дозировку осуществляли в соответствии с СанПиН 2.3.2.1293.
В качестве структурообразователей было предложено использование гуаровой и ксантановой камедей в количествах 0,3; 0,5; 0,7 и 0,9% к массе муки, ксантановую камедь в количестве 0,3; 0,5; 0,7 и 0,9% к массе муки, и смеси гуаровой и ксантановой камеди в соотношении 1:1 в количествах 0,3; 0,5%; 0,7 и 0,9 к массе муки. А в качестве комплексообразователей - цитрат натрия в количестве 0,01%; 0,05%; 0,1% и 0,15% к массе муки. При выборе дозировок пищевых добавок исходили из того, что пищевая добавка должна использоваться в минимально необходимом количестве для достижения эффекта. Поэтому дозировку пищевых добавок изменяли от максимально известной до минимальной.
Макаронные изделия вырабатывали из муки с низкими макаронными свойствами в соответствии с таблицей 4. Замес теста, прессование и формование макаронных изделий в виде вермишели диаметром d=1,2 мм, осуществляли на макаронном прессе БИД 100 при влажности теста 32% и температуре воды, идущей на замес теста 40С. Сушку макаронных изделий осуществляли в шкафных сушилках LaMonftrina при температуре сушильного воздуха 60С и относительной влажности воздуха 75% до достижения изделиями влажности 13,5%. Далее изделия охлаждали в тех же шкафах, и к концу охлаждения они имели влажность 12,5%. Стабилизацию макаронных изделий осуществляли в бункерах стабилизаторах в течение 6 часов при температуре 25 °С и относительной влажности 85%.
Анализ результатов исследований применения пищевых добавок показал, что при переработке муки с массовой долей клейковины менее 26%, растяжимостью менее 12 см и более 20 см, и проходом с сита 73 ПА 50 более 50% гуаровая и ксантановая камеди в количестве 0,3-0,75% к массе муки снижали СВ на 0,5-1,5%, ВПС на 10-30% соответственно и увеличивали КУ на 0,3-0,7. А при использовании смеси гуаровой и ксантановой камеди в соотношении 1:1 в количестве 0,3-0,5% к массе муки снижались СВ на 1,5-2,0%, ВПС на 20-40% соответственно и увеличивался КУ на 0,5-0,8.
При переработке муки из твердой пшеницы с не выровненной крупностью помола, муки мягкой пшеницы с проходом с сита 73 ПА-50 более 50%, с содержанием редуцирующих сахаров более 1% и муки способной к потемнению применение цитрата натрия в количестве 0,1% к массе муки увеличивало содержание Ж на 3% и снижало Ч на 5%.
Для одновременного улучшения варочных свойств и содержания составных компонентов цвета макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами были разработаны составы комплексных пищевых добавок «Ритм» и «Уникум». При применении улучшителей муки «Ритм» и «Уникум» отмечали снижение СВ на 2,0% и 2,5%, ВПС на 30 и 50% и Ч на 10% и 7% соответственно и увеличение КУ на 0,8 и 1,2 и Ж на 5% и 3% соответственно. На основании полученных данных был сделан вывод, что уулучшитель муки «Ритм» целесообразно использовать, когда необходимо в большей степени улучшить цвет макаронных изделий, а «Уникум» когда необходимо в большей степени улучшить варочные свойства макаронных изделий.
Были проведены исследования по изучению влияния способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных исследований. Пищевые добавки вносили в сухом и растворенном виде. В результате исследований установлено, что способ внесения пищевых добавок не влияет на качество макаронных изделий. По результатам исследований предложены технологические решения способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий в сухом виде и в жидком виде.
Таким образом, проведенные исследования позволили выявить рациональные диапазоны внесения пищевых добавок. Для улучшения варочных свойств макаронных изделий: гуаровой и ксантановой камеди 0,3-0,75% к массе муки; смеси гуаровой и ксантановой камеди - 0,3-0,5% к массе муки. Для улучшения цвета макаронных изделий: цитрата натрия в количестве 0,1% к массе муки. Для одновременного улучшения варочных свойств и цвета макаронных улучшителей муки «Ритм» и «Уникум» количестве 0,1% к массе муки.
- Разработка методологических аспектов регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами
На основании выше приведенных исследований была разработана методология регулирования качества макаронных изделия из муки с низкими макаронными свойствами (рисунок 15).
Полученные в настоящей работе результаты позволили предложить комплексный подход к формированию качества макаронных изделий, изготавливаемых из муки твердой и мягкой пшеницы с различными макаронными свойствами, заключающийся в выборе заданных критериев качества макаронных изделий, оценке макаронных свойств муки с дальнейшим моделированием технологического процесса производства макаронных изделий, предусматривающего регулирование технологических параметров замеса, сушки и использование пищевых добавок.
Для решения задачи получения макаронных изделий с заданными значениями критериев качества макаронных изделий необходимо установить, какими макаронными свойствами обладает мука из твердых или мягких пшениц. Далее путем решения уравнений регрессии, полученных в разделах 3,5 и 3,6 в результате которых получают область решения (влажность теста, температура воды, идущей на замес теста, температура сушки и относительная влажность воздуха) для получения макаронных изделий с заданными критериями качества. Далее путем наложения областей решений определяют технологические параметры замеса и сушки макаронных изделий из муки с низкими технологическими свойствами с целью получения макаронных изделий с заданными значениями критериями качества. В случае отсутствия единой области решений по всем критериям качества макаронных изделий проводят отдельное решение для варочных свойств макаронных изделий и составных компонентов цвета для выявления критерия, который не входит в общую область решения. Для определения областей решений была разработана программа PTechnology. В случае, когда в общую область решения не входит один из показателей цвета, при производстве макаронных изделий используют цитрат натрия в количестве 0,1% к массе муки. В случае, когда в общую область решения не входит один из показателей варочных свойств, при производстве макаронных изделий используют гуаровую или ксантановую камеди в количестве 0,3-0,75% к массе муки, или смесь гуаровой и ксантановой камеди в количестве 0,3-0,5% к массе муки к массе муки. В случае, когда в область решения не входит один из показателей и варочных свойств и составных компонентов цвета, при замесе теста используют комплексные улучшители «Ритм» или «Уникум» в количестве 0,1% к массе муки. Таким образом, разработанная методология регулирования качества макаронных изделия из муки с низкими макаронными свойствами позволяет получить макаронные изделия с заданными значениями критериями качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами.
Рисунок 15 – Методологические аспекты регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами.
- Промышленная апробация результатов исследования. Экономическое обоснование эффективности технологических решений
Апробация разработанных методологических и технологических аспектов регулирования качества макаронных изделий проведена на ОАО «Омская макаронная фабрика» на оборудовании фирмы Buhler; МФ «Америя» на оборудовании фирм Buhler и Fava; ООО «Макарон-Сервис» на оборудовании фирм La Monferina и БИД 250; ОАО «Алтайские макароны» на оборудовании фирм Pavan и Tecalit.
Рассчитан реализуемый экономический эффект для фабрики, мощностью 4,5 т в час, который составляет 21 890 250 рублей в год.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. На основании корреляционных зависимостей и установления взаимосвязи сенсорных характеристик макаронных изделий с физико-химическими показателями обоснованы критерии и определены допустимые диапазоны значений показателей качества макаронных изделий. Установлены корреляционные связи между сенсорной характеристикой «желтый» и содержанием желтого составного компонента цвета (Ж) и сенсорной характеристикой «серый» и содержанием черного составного компонента цвета (Ч), что позволило установить, что желтый и черный составные компоненты цвета являются объективными критериями оценки цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц. На основании сравнения значений Ж и Ч макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц с их органолептической оценкой было установлено, что Ж для макаронных изделий из муки твердых пшениц должно составлять 20-25%, а макаронных изделий из муки мягких пшениц - 15-20%. Ч как для макаронных изделий из твердых, так и из мягких пшениц должно быть менее 20%.
Установлены научно-обоснованные критерии оценки цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц на основе выбора более высоких корреляционных связей между сенсорной характеристикой «липкость» и СВ и ВПС и сенсорной характеристикой «упругость» и КУ.
На основании сравнения значений СВ, ВПС и КУ с сенсорными характеристиками «липкость» и «упругость» было установлено, что для макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц КУ должен быть более 0,9, СВ менее 6%, ВПС менее 160%. Для характеристики порчи макаронных изделий из муки твердой и мягкой пшеницы был выбран критерий кислотность, не более 4 град.
2. Разработана классификация макаронных свойств муки. Впервые дано определение макаронным свойствам муки, вошедшее в ГОСТ Р 52000-2002 (с изменениями №1).
Выявлены связи между качественными показателями муки и качеством макаронных изделий: между массовой долей сырой клейковины и растяжимостью клейковины с КУ макаронных изделий и СВ; между содержанием глиадиновой фракцией белка муки с СВ; между соотношением глиадиновой к глютеноновой фракций белка с ВПС макаронных изделий; между крупностью помола муки и варочными свойствами макаронных изделий (СВ и ВПС) и содержанием составных компонентов цвета (Ж и Ч); между содержанием редуцирующих сахаров муки с содержанием Ж и Ч; взаимосвязь способности муки к потемнению с содержанием Ж и Ч; массовой доли золы муки с содержанием Ч; взаимосвязь между содержанием Ж и содержанием каротиноидных пигментов муки. Установлены допустимые диапазоны значений: массовая доля сырой клейковины не менее 26%, растяжимость клейковины от 12 см до 20 см, содержание редуцирующих сахаров не более 1%, не допускается способность муки к потемнению, массовая доля золы для муки из мягких пшениц не более 0,55%, для муки из твердых пшениц не более 0,9%, крупность помола муки из твердых пшениц должна быть выровнена, у муки из мягких пшениц проход с сита 73 ПА-50 не должно превышать 50%. Предложена классификация и дано определение макаронным свойствам муки.
3. Разработаны математические модели оптимизированных технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами, что позволило смоделировать технологические параметры замеса для получения макаронных изделий с заданными критериями качества.
4. Разработаны математические модели оптимизированных технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами, что позволило смоделировать технологические параметры сушки для получения макаронных изделий с заданными критериями качества.
5. На основе экспериментальных исследований определены технологические параметры замеса и сушки макаронных изделий, обеспечивающие меньший рост кислотности макаронных изделий в процессе их изготовления.
6. Выявлены рациональные диапазоны дозировок и способов внесения пищевых добавок. Для улучшения варочных свойств макаронных изделий: гуаровой и ксантановой камеди 0,3-0,75% к массе муки; смеси гуаровой и ксантановой камеди - 0,3-0,5% к массе муки. Для улучшения цвета макаронных изделий: цитрата натрия в количестве 0,1% к массе муки. Для одновременного улучшения варочных свойств и цвета макаронных улучшителей муки «Ритм» и «Уникум» в количестве 0,1% к массе муки. По результатам исследований предложены технологические решения способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий в сухом виде и в жидком виде.
7. Разработаны методология и технологии регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами для регулирования их качества.
8. Определен реализуемый экономический эффект для фабрики, мощностью 4,5 т в час, который составляет 21 890 250 рублей в год.
Список работ, опубликованных по материалам диссертации.
Статьи в журналах, рецензируемых ВАК
- Шнейдер Т.И. Совершенствование стандартизации макаронных изделий [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Е.В. Петрова, Н.К. Казеннова, М.А. Калинина, А.А. Глазунов, С.А Парфенова. // Пищевая промышленность, 2002. - №5. – С. 46-47
- Казеннова Н.К. Качество макаронных изделий быстрого приготовления из муки с различными технологическими свойствами [Текст]/ Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Хранение и переработка сельхозсырья, 2005. - №10. – С.43-44
- Шнейдер Т.И. ГОСТ Р 52378-2005 – НОВЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ НА ИЗДЕЛИЯ МАКАРОННЫЕ БЫСТРОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ [Текст]/ Т.И.Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В.Шнейдер, А.Ю.Грошев, А.А.Сердечника, И.В. Казеннов // Журнал хлебопродукты, 2006 №9. – С56-57
- Шнейдер Т.И. «Разработка национального стандарта ГОСТ Р Изделия макаронные методы идентификации» [Текст]/ Шнейдер Т.И., Казеннова Н.К., Сердечкина А.А., Шнейдер Д.В., Казеннов И.В. // Хлебопродукты, 2007 №7. – С 38-40
- Шнейдер Т.И. ГОСТ Р Изделия макаронные методы идентификации» (проект национального стандарта) [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К.Казеннова, Д.В.Шнейдер, И.В.Казеннов, А.А.Сердечкина // Хлебопродукты, 2007 №7. – С 38-40
- Шнейдер Т.И. Разработка национального стандарта на муку для макаронных изделий. [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Хлебопродукты, 2007 №4. – С 48-49
- Цыганова Т.Б. Влияние редуцирующих сахаров муки на цвет макаронных изделий [Текст]/ Т.Б. Цыганова, Н.К. Казеннова, В.Е. Тукачев //Хлебопродукты, 2009. - №7.– С.48-49
- Казеннова Н.К. Изучение белкового комплекса муки из зерна твердой пшеницы и его влияние на качество макаронных изделий [Текст]/ Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, М.А. Розова, В.М. Мельник// Хранение и переработка сельхоз сырья, 2009. - №7.– С.30-33
- Казеннова Н.К. Влияние изменений глиадиновой и глютениновой фракций белка на качество макаронных изделий [Текст]/ Н.К. Казеннова// Пищевая промышленность, 2009. - №8.– С.40-42
- Казеннова Н.К. Качество макаронных изделий в зависимости от гранулометрического состава муки [Текст]/ Н.К. Казеннова//Хлебопродукты, 2009. - №5.– С.27-29
- Казеннова Н.К., Влияние скорости движения воздуха на длительность сушки и качество макаронных изделий[Текст]/ Н.К. Казеннова В.Е. Тукачев//Хранение и переработка сельхоз сырья, 2009. - №4.– С.27-29
Научные статьи в журналах и сборниках
- Шнейдер Т.И Новый стандарт на макаронные изделия [Текст]/Т.И. Шнейдер, С.А.Парфенова, М.А.Калинина, Н.К. Казеннова, Е.В.Петрова, А.А.Глазунов, А.А. Сердечкина, Е.А. Артюхина, Д.В. Шнейдер, М.В. Шерстнева // Хлебопечение России, 2002. – 2002. - №2. – С. 14-15
- Казеннова Н.К. Методы оценки качества и идентификации макаронных изделий [Текст]/ Н.К Казеннова, Е.В. Петрова // Сборник докладов и статей юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию специальности «Технология хранения и переработки зерна». Москва, 2002. – С. 176-179
- Казеннова Н.К. Новые макаронные изделия быстрого приготовления [Текст]/ Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Сборник докладов и статей юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию специальности «Технология хранения и переработки зерна». Москва, 2002. – С. 179-181
- Казеннова Н.К. Методы оценки качества и идентификации макаронных изделий [Текст]/ Н.К Казеннова, Е.В. Петрова // Сборник докладов и статей юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию специальности «Технология хранения и переработки зерна». Москва, 2002. – С. 176-179
- Шнейдер Т.И.. Качество макаронных изделий отечественных и зарубежных производителей [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Е.В. Петрова, Н.К Казеннова // Хлебопечение России, 2003. - №4. – С. 36-38
- Шнейдер Т.И. Обзор ГОСТ Р «Изделия макаронные быстрого приготовления. Общие технические условия [Текст]/ Т.И.Шнейдер, Н.К. Казеннова, Е.В. Петрова, А.А.Сердечника, Д.В.Шнейдер// материалы к IV научно-практической конференции «Пищевая промышленность и стратегия подготовки специалистов». Калуга, 2005. – С. 56-59
- Казеннова Н.К. Национальные стандарты макаронной отрасли [Текст]/ Н.К Казеннова, А.А. Сердечкина // Труды 12 международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 28-29 ноября 2006 года, выпуск 11, том 1. – С 193-194.
- Казеннова Н.К. Национальные стандарты макаронной отрасли [Текст]/ Н.К Казеннова, А.А. Сердечкина // Международная научно-практической конференции «Реформа технического регулирования в АПК». Научные труды 12 международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности».- Частное издательство ООО «Газета Авось-ка», 2006 г. – С 193-194.
- Шнейдер Т.И. Нормативная документация макаронной отрасли [Текст]/ Т.И.Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В.Шнейдер, А.Ю.Грошев, А.А.Сердечника, И.В. Казеннов // Хлебопечение России 2006 №2. – с 20-21
- Грошев А.Ю. Изменение содержания цвета в макаронных изделиях с добавками в процессе хранения. [Текст]/Грошев А.Ю., Н.К Казеннова// Живые системы и биологическая безопасность населения. Материалы V Международной научной конференции студентов и молодых ученых. -.М: МГУПБ, 2006. - С19
- Казеннова Н.К. «Применение комплексных пищевых добавок – улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменного теста» [Текст]/Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Материалы второй международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов – современное состояние и перспективы развития»/ Международная промышленная академия, 28-30 мая 2007 г. – М.: Пищепромиздат 2007 г. – С 101-103.
- Казеннова Н.К. Применение комплексных пищевых добавок – улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменного теста [Текст]/ Н.К Казеннова, Т.И. Шнейдер // Сборник докладов Конференция - конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, Москва 2007 г. – С 35-37.
- Сердечкина А.А. «Методология расчетного определения химического состава макаронных изделий» [Текст]/А.А. Сердечкина, Н.К. Казеннова // Сборник докладов Конференция - конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, Москва 2007 г. – С 115-118.
- Казеннова Н.К. Применение комплексных пищевых добавок – улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменного теста [Текст] / Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // материалы второй международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов: современное состояние и перспективы развития».- М.:Пищепромиздат, 2007.- С 101-102.
- Казеннова Н.К. Влияние гранулометрического состава муки на реологические свойства макаронного теста [Текст]/ Казеннова Н.К. /Тенденции и перспективы развития инновационных и информационных технологий перерабатывающей промышленности. 11-я Международная научная конференция памяти В.М. Горбатова/ Российская академия сельскохозяйственных наук. ГНУ ВНИИМП. – 2008. – 2-3 декабря.-С.56-58.
- Казеннова Н.К. Стабилизация качества макаронных изделий из муки с низкими качественными показателями [Текст]/Казеннова Н.К. // Материалы первого международного хлебопекарного форума в рамках 14-й международной выставки «Современной хлебопечение - 2008»/Международная промышленная академия – Экспоцентр на красной Пресне. – 2008. – 13-15 октября. – С 195-201.
- Казеннова Н. К. Регулирование технологических свойств макаронного теста из муки с неоднородным гранулометрическим составом.[Текст]// Управление реологическими свойствами пищевых продуктов. Сборник материалов первой научно-практической конференции и выставки с международным участием. М.: МГУПП, 2008.-С 207-211.
- Казеннова Н.К. Стабилизация качества макаронных изделий из муки с низкими качественными показателями [Текст]// Материалы первого международного хлебопекарного форума в рамках 14-й международной выставки «Современное хлебопечение 2008»/ Международная промышленная академия – Экспоцентр на красной Пресне Москва,13-14 октября 2008 г..- С195-201.
- Казеннова Н. К. Регулирование технологических свойств и качества продуктов из пшеничного теста [Текст]/Н.К. Казеннова // 111 Международный технологический форум Инновационные технологии и оборудование пищевой промышленности. М.: Экспоцентр, в рамках выставки Агропродмаш, 2008 – С 71-72.
- Казеннова Н.К.. Национальные стандарты макаронной отрасли [Текст]/ Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер //Стандарты и качество, 2007 №6. – С 48-49
- Казеннова Н.К. Критерии качества макаронных изделий и технологические методы их регулирования [Текст]/ Н.К. Казеннова // Материалы второго международного хлебопекарного форума / Международная промышленная академия – Москва. – 2009 – 22-24 июня – С 108-111
- Казеннова Н.К. Влияние технологических параметров производства на изменение кислотности и кислотного числа жира макаронных изделий [Текст] /Н.К. Казеннова, О.Н. Панькова// Хлебопечение России, 2009. - №4. – С 20-21.
- Казеннова Н.К Влияние температуры сушки на сохранность коротинойдных пигментов [Текст]// Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, О.Н. Панькова // Материалы третьей международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов 21 века»/Международная промышленная академия – Москва. – 2009 – 25-27 мая. – С 107.
- Казеннова Н.К. Использование пищевых добавок при производстве макаронных изделий [Текст]//Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер// Материалы третьей международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов 21 века»/Международная промышленная академия – Москва. – 2009 – 25-27 мая. – С 150.
- Kazennova N.K. Flour Granulation and the Quality of Macaroni Products [Text]/N.K. Kazennova, I.V.Moiseev // AACC international Annual Meeting – Baltimore, Maryland – 2009 –september 13-16. – PA49/
- Шнейдер Д.В. Изменения содержания -каротина в макаронных изделиях при различных температурах сушки и при применении порошков тыквы [Текст]// Д.В. Шнейдер, Н.К. Казеннова, В.В. Ломачинский, В.П. Филиппович //Сборник материалов всероссийской научно- практической конференции «Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов». – Углич.- 2009 - С249-247
- Шнейдер Т.И. Методы идентификации макаронных изделий [Текст]/Т.И. Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, И.В. Казеннов // Методы оценки соответствия, 2009.
Изобретения
- Пат. 2259788 Российская федерация, МПК7 A 23 L 1/162. Способ производства макаронных изделий быстрого приготовления [Текст]/Косован А.П., Шнейдер Т.И., Казеннова Н.К., Шнейдер Д.В. ; заявитель и патентообладатель ГосНИИХП ГУП, ООО «Макарон-Сервис». - №2002110319/13 заявл. 19.04.2002; опубл. 10.09.2005, Бюл. №25. – 8 с.
- Пат. 2221430 Российская федерация, МПК7 A 21 D 13/08, A23 L 1/16. Способ производства полуфабриката пищевого продукта типа крекера [Текст]/ Шнейдер Т.И., Калинина М.А., Глазунов А.А., Казеннова Н.К., заявитель и патентообладатель ГосНИИХП ГУП, ООО «Макарон-Сервис». - №2001125729/13 заявл. 21.09.2001; опубл. 20.01.2004, Бюл. №2 – 70 с.
- Пат. 2223664 Российская федерация, МПК7 A 23 L 1/16, A 21 D 2/00. Корректирующая добавка для производства макаронных изделий и пельменного теста и способ производства макаронных изделий[Текст]/Косован А.П., Шнейдер Т.И., Калинина М.А., Казеннова Н.К., заявитель и патентообладатель ГосНИИХП ГУП, ООО «Макарон-Сервис». - №2001122285/13 заявл. 09.08.2001; опубл. 20.02.2004, Бюл. №5. – 18 с.
- Заявка 2009131583 (от 21.08.2009) Российская федерация, Способ производства макаронных изделий из муки с неоднородным гранулометрическим составом [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, И.В. Казеннов
- Заявка 2009131584 (от 21.08.2009) Российская федерация, Способ производства макаронных изделий из муки повышенным содержанием редуцирующих сахаров [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, И.В. Казеннов
Список сокращений
(Н1-Н2) упругость сваренных макаронных изделий;
(Н1) пластичность сваренных макаронных изделий;
(КУ) коэффициенту упругости сваренных макаронных изделий;
(СВ) сухое вещество, перешедшее в варочную воду;
(ВПС) водопоглотительная способность макаронных изделий;
(СВП) сухое вещество, перешедшее в варочную воду после переварки;
(К) кислотность макаронных изделий;
(Ж) содержание желтого составного компонента цвета;
(Б) содержание белого составного компонента цвета;
(Кр) содержание красного составного компонента цвета;
(Ч) содержание черного составного компонента цвета.
