Разработка технологии хлебобулочных изделий с применением гречневой муки
На правах рукописи
Гаврилова Ольга Михайловна
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГРЕЧНЕВОЙ МУКИ
Специальность 05.18.01. - Технология обработки, хранения и
переработки злаковых, бобовых культур,
крупяных продуктов, плодоовощной
продукции и виноградарства
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва – 2008
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении
высшего профессионального образования
«Московский государственный университет пищевых производств»
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
. Матвеева Ирина Викторовна
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
. Дубцов Георгий Георгиевич
Кандидат технических наук
Шлеленко Лариса Андреевна
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московский государственный
университет технологий и управления»
Защита состоится « »_______2008 г. в_____ч. в ауд. 229 на заседании Совета Д 212.148.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю Совета.
Автореферат разослан « » ____2008 г.
Ученый секретарь
Совета, к.т.н. И.Г. Белявская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Динамичное развитие сегмента рынка хлебобулочных изделий с функциональной направленностью требует от производителей расширения их ассортимента. Одним из направлений развития ассортимента и создания новых видов изделий является обогащение пшеничных хлебобулочных изделий различными видами муки из бобовых, крупяных и масличных культур.
Изучению применения муки и других продуктов переработки бобовых, крупяных и масличных культур в хлебопекарной отрасли посвящены работы Ауэрмана Л.Я., Пучковой Л.И., Цыгановой Т.Б., Поландовой Р.Д., Аникеевой Н.В., Казанской Л.Н., Дробот В.И., Дорохович А.Н., Дубцова Г.Г., Еркинбаевой Р.К., Матвеевой И.В., Пащенко Л.П., Саниной Т.В., Козубаевой Л.А. и др.
Одним из приоритетных видов муки из бобовых, крупяных и масличных культур по химическому составу и вкусовым предпочтениям потребителей нашей страны является гречневая мука. Она отличается оптимально сбалансированным аминокислотным составом, высоким содержанием белков, минеральных веществ, в т.ч. железа, клетчатки, витаминов В1, В2, РР и других компонентов по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта, что свидетельствует о свойстве гречневой муки как функционального пищевого ингредиента, способного обогащать хлебобулочные изделия из пшеничной муки высшего сорта. Химический состав гречневой муки предопределяет ее влияние на технологию производства хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки.
Разработка научно обоснованных требований к технологическим свойствам гречневой муки, дифференцированных подходов к технологии ее применения при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки на основании ее влияния на свойства теста и качество готовых изделий является актуальной задачей и имеет практическое значение.
Цель и задачи исследований. Целью настоящего исследования явилась разработка технологии применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки функционального назначения. Для решения поставленной цели решали следующие задачи:
- обоснование применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки;
- разработка требований к технологическим характеристикам гречневой муки;
- разработка технологических решений применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки;
- изучение влияния различных технологических факторов на качество хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки;
- исследование влияния гречневой муки на потребительские свойства и пищевую ценность хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки;
- разработка дифференцированных подходов к технологии применения гречневой муки в зависимости от ее дозировок при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки;
- промышленная апробация результатов исследования, маркетинговое исследование конкурентоспособности хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки и разработка проектов нормативно-технической документации для их практической реализации.
Структурная схема исследований представлена на рис.1.
Научная новизна работы. Научно обоснованы и разработаны дифференцированные подходы к технологии применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, основанные на формировании требований к способу получения гречневой муки и ее гранулометрического состава (положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Способ производства хлеба с гречневой мукой»).
Обосновано, что гречневая мука с оптимальным гранулометрическим составом (-/450 мкм), полученная из зерна, прошедшего гидротермическую обработку*, увеличивает газообразующую, водопоглотительную и водосвязывающую способности, улучшает состояние углеводно-амилазного комплекса смеси пшеничной и гречневой муки, что положительно влияет на свойства теста и качество готовых изделий.
Оптимизированы виды и соотношения основных, дополнительных рецептурных компонентов, структурообразующих веществ и технологические параметры, обеспечивающие наилучшее качество хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, в зависимости от количества используемой гречневой муки.
* ГТО – гидротермическая обработка
Рис.1. Структурная схема проведения исследования
Методом ядерно-магнитного резонанса выявлено, что внесение в рецептуру гречневой муки снижает количество слабосвязанной влаги в мякише готовых изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, что свидетельствует о замедлении ретроградации крахмала хлебобулочных изделий при хранении.
Применение гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий способствует повышению их пищевой ценности, снижению энергетической ценности и гликемического индекса. Установлены характерные дескрипторы аромата, структуры мякиша и вкуса для хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, позволяющие объективно оценивать потребительские свойства готовых изделий с помощью сенсорного анализа и прогнозировать наилучшие показатели их качества в зависимости от количества гречневой муки.
Практическая значимость. Разработаны технологии хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки прогнозируемого качества путем применения установленных требований к исходному качеству гречневой муки (гранулометрический состав, способ подготовки зерна для производства муки) и дифференцированных подходов к технологии ее использования в зависимости от количества гречневой муки и предназначения готовых изделий.
Разработаны проекты нормативно-технической документации на хлебобулочные изделия из пшеничной муки с применением гречневой муки «Гречишные» и хлеб пшенично-гречишный «Гречишка».
Проведена промышленная апробация приготовления хлеба «Гречишный» из пшеничной муки высшего сорта с применением гречневой муки в условиях ОАО «Золоторожский хлеб» г. Москва.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на V Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2007 г.); VI Международной научно-практической
конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2008 г.)
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в т.ч. 3 в журналах ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 158 страницах, включает 42 рисунка и 31 таблицу. Список литературы включает 136 источников российских и зарубежных авторов.
- ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре научно-технической литературы рассмотрены характеристики и требования к функциональным продуктам питания и способы обогащения хлебобулочных изделий различными видами муки из бобовых, крупяных и масличных культур для придания им функциональных свойств; проанализированы и обобщены химические составы различных видов муки из бобовых, крупяных и масличных культур; изучены химический состав, пищевая ценность и функциональные свойства гречневой муки; систематизированы способы применения различных продуктов переработки гречихи в хлебопекарной и других отраслях; представлен критический анализ научно-технических сведений о технологии применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исследования проводили в лабораториях кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств», кафедры «Технологии переработки зерна» ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», в РАН Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова. Производственные испытания осуществляли в условиях ОАО «Золоторожский хлеб» г. Москва.
- 2.1. Объекты и методы исследования
В работе использовали общепринятые и специальные методы оценки свойств сырья, полуфабрикатов и качества готовых изделий.
При проведении исследований использовали следующее сырье: 8 проб пшеничной муки высшего сорта, полученных на мелькомбинатах г. Москвы и отвечавших требованиям ГОСТ Р 52189-2003; 8 проб гречневой муки 1 сорта, полученных на кафедре «Технология переработки зерна», МГУПП и на мукомольном предприятии «Кашевар», г. Санкт-Петербург и отвечавших требованиям ТУ 9293-005-00932169-96; крахмал кукурузный, полученный на ОАО ГПК «Ефремовский» (ГОСТ Р 51985-2002); камедь ксантановую и гуаровую (Hermann Ter Hell&Co. GmbH, Германия); улучшитель хлебопекарный «Лемикс-52», полученный на ОАО «Милорд», г. Москва. Показатели качества используемых проб муки представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1
Физико-химические показатели качества пшеничной муки высшего сорта
| Наименование показателя | Пробы муки | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Влажность, % | 12,5 | 11,6 | 12,5 | 14,0 | 13,5 | 14,5 | 14,0 | 13,8 |
| Содержание сырой клейковины, % | 26,4 | 26,2 | 26,5 | 25,5 | 26,0 | 28,5 | 29,5 | 27,0 |
| Свойства сырой клейковины, ед. прибора ИДК | 48 | 57 | 50 | 58 | 55 | 54 | 52 | 56 |
| Число падения, c | 262 | 354 | 373 | 354 | 355 | 364 | 380 | 358 |
Таблица 2
Физико-химические показатели качества различных фракций гречневой муки
| Наименова-ние показателя | Значение показателя качества муки с разным гранулометрическим составом (мкм) | |||||||
| 140/- | 160/140 | 450/160 | -/450 | |||||
| из зерна без ГТО | из зерна с ГТО | из зерна без ГТО | из зерна с ГТО | из зерна без ГТО | из зерна с ГТО | из зерна без ГТО | из зерна с ГТО | |
| Влажность, % | 14,5 | 14,2 | 14,0 | 14,5 | 13,8 | 14,0 | 14,0 | 14,5 |
| Зольность, % | 0,80 | 0,82 | 1,89 | 1,96 | 2,69 | 2,82 | 1,63 | 1,75 |
| Выход фракции, % | 60,7 | 49,8 | 13,5 | 10,7 | 25,8 | 39,5 | 100 | 100 |
Пробы пшеничной муки анализировали по следующим показателям: влажность (ГОСТ 9404-2003), содержание массовой доли сырой клейковины и ее реологические свойства по способности оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия на приборе ИДК-2М. Пробы гречневой муки оценивали по следующим показателям: влажность, гранулометрический состав, зольность (ГОСТ Р 51411-99), органолептической оценки (в соответствии с ТУ 9293-005-00932169-96). При приготовлении проб гречневой муки из зерна с ГТО использовали дополнительный технологический прием подготовки зерна к помолу – пропаривание со следующими параметрами – давление пара 0,25МПа, длительность пропаривания 5 минут.
Для приготовления теста готовили смеси из пшеничной муки высшего сорта с гречневой мукой при соотношениях 95:5 – 30:70. Тесто из смесей пшеничной и гречневой муки готовили безопарным способом. Оценку свойств смесей пшеничной и гречневой муки осуществляли по показателям количества и качества клейковины, газообразующей, водосвязывающей и водопоглотительной способностям, «числа падения». Показатель «числа падения» определяли на приборе Амилотест-АТ-97 (ЧП-АТ). Водосвязывающую способность определяли методом центрифугирования. Водопоглотительную способность определяли на приборе фаринограф. Реологические свойства теста из смеси пшеничной и гречневой муки анализировали на приборах фаринограф и структурометр СТ-1.
Пробы выпеченных хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки анализировали через 4, 24, 72 и 168 ч после выпечки по физико-химическим (удельный объем, влажность и кислотность мякиша, пористость, пластическая и упругая деформации, крошковатость, гидрофильные свойства мякиша) и органолептическим показателям в соответствии с балловым и профильно-ранговым методами.
Содержание слабосвязанной и прочносвязанной влаги в мякише готовых изделий в процессе хранения осуществляли с помощью метода ядерно-магнитного резонанса на приборе релаксометр MARAN Ultra (OXFORD Instruments).
Математическое планирование и обработку экспериментальных данных для оптимизации показателей качества готовых изделий (пористость, удельный объем) и параметров технологического процесса (длительность брожения и расстойки) осуществляли методом центрального композиционного униформ – ротатабельного планирования с последующей графической интерпретацией параметров оптимизации с помощью программ Excel, MatStat и Statistica.
- 2.2. Результаты исследования и их анализ.
- Ниже приведены результаты исследования и их анализ.
2.2.1. Обоснование применения гречневой муки и разработка требований к качеству гречневой муки для приготовления хлеба из смеси пшеничной и гречневой муки
Гречневая мука обладает химическим составом, который может оказывать влияние на качество хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта, их пищевую ценность, гликемический индекс, функциональные и органолептические свойства, технологию их производства.
Анализ научно-технической литературы показал ряд преимуществ химического состава гречневой муки по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта, которые предопределяют целесообразность и особенности ее применения как дополнительного ингредиента при приготовлении хлебобулочных изделий функционального и профилактического назначения. В связи с этим возникает необходимость в разработке научно обоснованных требований к исходным свойствам гречневой муки в зависимости от способа подготовки зерна гречихи к помолу и гранулометрического состава.
Исследовали влияние гречневой муки различного гранулометрического состава, полученной из зерна с применением и без ГТО, на свойства смеси с пшеничной мукой высшего сорта, свойства теста и качество хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки.
Применение гречневой муки приводило к закономерному снижению количества клейковины пшеничной муки, что является результатом уменьшения количества клейковинных белков пшеничной муки за счет их замены белковыми веществами гречневой муки, не способными образовывать связанной структуры, а именно из-за отсутствия глиадиновой и глютениновой фракций.
Установлено, что применение гречневой муки в количестве 5 – 70%, полученной из зерна с применением и без ГТО, способствовало увеличению газообразующей способности смеси пшеничной и гречневой муки. Максимальное (на 29%) увеличение газообразующей способности смеси пшеничной и гречневой муки наблюдалось при внесении гречневой муки с гранулометрическим составом -/450 мкм в количестве до 20%, полученной из зерна с ГТО, по сравнению с контрольной пробой. Это обусловлено, возможно, наличием в гречневой муке большего количества собственных сахаров (до 2,6%) по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта. Повышение газообразующей способности смеси при внесении гречневой муки, полученной из зерна с ГТО, было обусловлено состоянием ее крахмального комплекса. По нашему мнению, крахмал гречневой муки, полученной из зерна с ГТО, обладает повышенной степенью атакуемости амилолитическими ферментами по сравнению с гречневой мукой из зерна без ГТО. ГТО зерна гречихи приводит к разрушению крахмальных зерен, благодаря чему повышается количество более мелких и разрушенных гранул крахмала, обладающих большей удельной свободной поверхностью и, как следствие, большей атакуемостью этого субстрата амилолитическими ферментами, благодаря чему газообразующая способность смеси пшеничной и гречневой муки увеличивалась.
Определены водопоглотительная и водосвязывающая способности гречневой муки, которые больше аналогичных показателей пшеничной муки высшего сорта на 63% и 550% соответственно. Применение гречневой муки в количестве 5 – 90% к массе смеси пшеничной и гречневой муки повышало водосвязывающую способность смеси на 10 – 440% и водопоглотительную способность на 4 – 58%. Это может объясняться состоянием крахмального комплекса гречневой муки и наличием в ней большего количества пентозанов (5,4 – 6,5%), обладающих высокой водопоглотительной способностью по сравнению с пшеничной мукой.
Установлено, что уменьшение гранулометрического состава гречневой муки от -/450 до мкм 140/- снижало показатель «числа падения» смеси пшеничной и гречневой муки на 7 – 40%. Применение гречневой муки из зерна с ГТО в количестве 5 – 70% в смеси с пшеничной мукой способствовало повышению автолитической способности смесей на 4 – 13%, по сравнению с пробами смесей из пшеничной муки и гречневой муки, полученной из зерна без ГТО, что обусловлено состоянием крахмального и углеводно-амилазного комплексов гречневой муки из зерна с ГТО.
Гречневая мука, полученная из зерна с ГТО, улучшала органолептические показатели качества хлеба из смеси пшеничной и гречневой муки по показателю балловой оценки на 16% (рис. 2) по сравнению с пробами хлеба с применением гречневой муки, полученной из зерна без ГТО.
Лучшее качество хлеба из смеси пшеничной и гречневой муки, полученной из зерна с ГТО, обусловлено ее положительным влиянием на состояние углеводно-амилазного комплекса и лучшими органолептическими характеристиками гречневой муки по сравнению с мукой из зерна без ГТО.
Рис.2. Влияние гречневой муки на изменение балловой оценки качества хлеба из смесей пшеничной и гречневой муки
На основании проведенных исследований установлена целесообразность применения гречневой муки с гранулометрическим составом -/450 мкм, полученной из зерна, прошедшего ГТО, в количестве 5 – 20% к массе смеси с пшеничной мукой, что обеспечивало получение хлебобулочных изделий хорошего качества.
2.2.2. Разработка технологических решений применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки
Методом пробных лабораторных выпечек установлено, что использование гречневой муки в количестве более 20% при производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки приводило к снижению удельного объема, пористости и некоторых органолептических показателей готовых изделий, что определило целесообразность разработки дифференцированных подходов к технологии применения гречневой муки в количестве 30 – 70% при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки.
Для разработки технологических решений применения гречневой муки было проведено комплексное исследование влияния технологических факторов, рецептурных компонентов (дрожжи, соль поваренная пищевая, растительное масло, сахар-песок) и пищевых добавок (структурообразователей) при производстве хлебобулочных изделий из смесей пшеничной и гречневой муки на ход технологического процесса (продолжительность процесса брожения и расстойки тестовых заготовок) и показатели качества хлебобулочных изделий (пористость, удельный объем, балловая оценка) из смеси пшеничной и гречневой муки.
Установлены оптимальные количества дополнительных рецептурных компонентов – растительного масла (1,5%) и сахара-песка (1,5%), позволяющие улучшать качество хлебобулочных изделий из смеси пшеничной муки с применением гречневой в количестве 5 – 70% к массе смеси. Применение растительного масла и сахара-песка повышало балловую оценку готовых изделий из смеси пшеничной муки с применением гречневой в количестве 5 – 70% на 8 – 25%, по сравнению с пробами без применения жирового продукта и сахара-песка (рис.3). Улучшение структуры пористости и увеличение удельного объема готовых изделий при внесении дополнительных рецептурных компонентов можно объяснить тем, что сахар-песок дополнительно стимулирует спиртовое брожение и газообразование в теста, растительное масло способствует улучшению реологических свойств теста и повышению газоудерживающей способности.
Исследовали влияние рецептуры на качество хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки при различной длительности брожения теста, приготовленного однофазным способом. Для этого проводили пробные лабораторные выпечки хлебобулочных изделий по различным рецептурам с применением гречневой муки в количестве 5 – 70% и варьированием длительности брожения теста от 60 до 150 мин.
Рис.3. Влияние гречневой муки на изменение балловой оценки качества хлебобулочных изделий из смесей пшеничной и гречневой муки
Получены математические зависимости длительности брожения теста (Y) в зависимости от дозировки гречневой муки (X1) для разных рецептур приготовления хлебобулочных изделий: Y1 – для рецептуры без применения дополнительных рецептурных компонентов, Y2 – для рецептуры с применением растительного масла, Y3 – для рецептуры с применением растительного масла и сахара-песка.
| Y1 = -0,0043*X1 - 0,7838*X1 + 149,55 Y2 = -0,0009*X1 - 0,354*X1 + 136,68 Y3 = -0,0117*X1 - 0,0422* X1 + 122,78 | (1) (2) (3) |
Наилучшее качество готовых изделий достигалось при применении гречневой муки в количестве 5 – 20% к массе смеси и длительности брожения теста 120 – 150 мин; при применении гречневой муки в количестве 30 – 50% к массе муки – 100-110 мин и при применении 70% гречневой муки к массе смеси – 60 – 70 мин.
Для оптимизации параметров длительности расстойки (Y4, мин), удельного объема (Y5, мл/г) и пористости готовых изделий (Y6, %) от варьируемых факторов – количества дрожжей (X2, %) и влажности теста (X3, %) – проведено математическое планирование с применением центрального композиционного униформ – ротатабельного метода с последующей графической интерпретацией математических зависимостей и получением поверхностей отклика:
- при соотношении пшеничной и гречневой муки в смеси 70:30;
Y4=1161,2408 + 50,8715*X2 – 52,4031*X3 + 3,4868*X22 – 1,6464*X2*X3 + 0,6241*X32 (4)
Y5=-25,0586 – 1,3531*X2 + 1,2723*X3 – 0,1149* X22 + 0,0456*X2* X3 – 0,0153*X32 (5)
Y6=581,9986 – 62,6302*X2 – 21,0875*X3 + 0,6902*X22 + 1,2981*X2*X3 + 0,2127*X32 (6)
- при соотношении пшеничной и гречневой муки в смеси 50:50;
Y4=-392,434 – 7,8816*X2 + 21,3706*X3 + 0,487*X22 +0,1354*X2*X3 – 0,2563*X32 (7)
Y5=-4,962 – 1,7192*X2 + 0,3794*X3 – 0,0595*X22 + 0,045*X2*X3 – 0,0052*X32 (8)
Y6=-306,1342 - 18.4387*X2 + 16,5411*X3 + 0,0144X22 + 0,4116*X2*X3 – 0,1879*X32 (9)
- при соотношении пшеничной и гречневой муки в смеси 30:70;
Y4=-1815,3318 – 41,4055*X2 + 92,0488*X3 + 1,12*X22 + 0,8232*X2*X3 – 1,1251*X32 (10)
Y5=0,2735 + 0,3878*X2 – 0,0589*X3 + 0,0039*X22 – 0,0095*X2*X3 + 0,0019*X32 (11)
Y6=-810,0039 + 13,18*X2 + 35,269*X3 – 1,2673*X22 – 0,133*X2*X3 – 0,3635*X32 (12)
Анализ полученных поверхностей отклика (рис.4) и математических зависимостей показал, что при применении гречневой муки в количестве 30% к массе смеси максимальные значения удельного объема (2,46 см/г) и пористости готовых изделий (63%) достигались при дозировке дрожжей 2,0% к общей массе муки и значении влажности теста 45%; при применении 50% гречневой муки максимальные значения удельного объема (1,98 см/г) и пористости готовых изделий (60%) достигались при дозировке дрожжей 2,5% к общей массе муки и влажности теста 46%; при применении 70% гречневой муки максимальные значения удельного объема (1,65 см/г) и пористости готовых изделий (52%) достигались при дозировке дрожжей 3,0% к общей массе муки и влажности теста 48%.
Хлеб из пшеничной муки с содержанием 30 – 70% гречневой муки к массе смеси пшеничной и гречневой муки обладал достаточно низким показателем удельного объема и неудовлетворительной структурой мякиша. В связи с этим исследовали влияние различного количества соли поваренной пищевой в качестве технологического фактора, способного улучшать реологические свойства теста за счет ее способности связываться в водно-мучных смесях белками, крахмалом и другими компонентами, снижать атакуемость крахмала муки амилазами и повышать качество хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой.
Установлено, что увеличение количества соли от 0,5 до 2,0% в рецептурах хлебобулочных изделий из смеси пшеничной муки с применением 5 – 70% гречневой муки к массе смеси приводило к повышению показателей пористости, удельного объема и балловой оценки готовых изделий в зависимости от количества гречневой муки в рецептуре. При применении гречневой муки в количестве 5 – 20% к общей массе муки целесообразно применение соли поваренной пищевой в количестве 1,0%; при применении 30 – 50% гречневой муки – 1,5%; при применении 70% гречневой муки – 1,8%, к общей массе муки.
Рис.4. Зависимости изменения пористости, удельного объема и длительности расстойки хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки в соотношении 50:50 от количества дрожжей и влажности теста
Соль поваренная пищевая оказывала положительное влияние на консистенцию теста и, как следствие, на качество готовых изделий из смесей пшеничной и гречневой муки.
В наименьшей степени улучшение качества отмечалось у хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки в соотношении 30:70, которые отличались низким удельным объемом, недостаточно развитой структурой пористости и непривлекательным внешним видом.
Одним из возможных приемов улучшения качества хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки в соотношении 30:70 является внесение специальных добавок – структурообразователей.
На основании проведенных исследований показана целесообразность применения структурообразующих веществ для хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки в соотношении 30:70. Применение таких структурообразующих веществ, как хлебопекарного улучшителя «Лемикс-52» (в состав которого входят каррагинан, цитрат калия, декстроза), гуаровой и ксантановой камеди позволило повысить балловую оценку готовых изделий на 42, 19 и 31% соответственно. Вносимые структурообразующие вещества, являясь пищевыми гидроколлоидами, способны дополнительно связывать жидкую фазу теста, обеспечивая формирование его оптимальных реологических свойств, и улучшать качество готовых изделий (рис. 5)
Рис.5. Влияние структурообразующих добавок на изменение балловой оценки качества хлебобулочных изделий из смесей пшеничной и гречневой муки
Анализ полученных результатов показал, что применение различного количества гречневой муки заданного качества при производстве хлебобулочных изделий основывается на комплексных технологических решениях, заключающихся в оптимизации основных и дополнительных рецептурных компонентов, параметров процесса приготовления изделий и применении структурообразующих веществ в их рецептуре.
2.2.3 Влияние гречневой муки на потребительские свойства в процессе хранения, пищевую ценность и гликемический индекс хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки
Исследовали влияние гречневой муки на сохранение потребительских свойств при хранении хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, на изменение их пищевой ценности и показателя гликемического индекса.
Установлено, что применение гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки приводило к снижению скорости процесса черствения готовых изделий, что подтверждено комплексными исследованиями влияния гречневой муки на показатели упругой и пластичной деформации мякиша, его крошковатости, гидрофильных свойств и органолептические показатели готовых изделий. Для объективной оценки процесса черствения хлебобулочных изделий определяли уголы наклона между лучом, отражавшим изменение реологических и физико-химических показателей мякиша готовых изделий в процессе хранения и лучом, направленным параллельно оси абсцисс (1) и аналогично определенным углом для контрольной пробы (2) и осуществляли сравнение этих углов (рис. 6).
Рис.6. Влияние длительности хранения хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки на изменение показателя крошковатости мякиша
Установлено, что при увеличении количества гречневой муки от 5 до 70% в смесях с пшеничной мукой происходила стабилизация свойств мякиша готовых изделий в процессе хранения, по сравнению с изделиями без применения гречневой муки. Это происходило, очевидно, за счет высокой водопоглотительной и водосвязывающей способности гречневой муки и состояния ее углеводно-амилазного комплекса.
Получены математические модели, позволяющие прогнозировать степень изменения таких показателей, как упругая и пластическая деформации, крошковатость и набухаемость мякиша готовых изделий в зависимости от длительности их хранения.
Методом ядерно-магнитного резонанса установлено влияние гречневой муки на количество слабо- и прочносвязанной влаги в хлебобулочных изделиях из смеси пшеничной и гречневой муки в процессе их хранения (таблица 3). Увеличение количества гречневой муки до 50% в смеси с пшеничной мукой приводило к уменьшению количества слабосвязанной влаги на 64% по сравнению с контрольными пробами, что обосновывает замедление процесса черствения хлебобулочных изделий с применением гречневой муки.
Таблица 3
Влияние гречневой муки на количество слабо связанной влаги в мякише хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки в процессе их хранения
| Длительность хранения хлебобулочных изделий, ч | Количество слабосвязанной влаги (%) в хлебобулочных изделиях из пшеничной муки с добавлением гречневой, % к массе смеси с пшеничной мукой | ||||
| 0 | 5 | 15 | 30 | 50 | |
| 4 | 11, 2 | 10,2 | 8,4 | 5,5 | 4,2 |
| 72 | 15,4 | 13,1 | 10,2 | 8,4 | 6,8 |
| 168 | 20,5 | 18,6 | 18,0 | 15,5 | 11,5 |
В связи с тем, что гречневая мука обладает специфическим, выраженным вкусом и ароматом проводили изучение потребительских свойств хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки на основе сенсорного анализа.
Разработаны характерные дескрипторы для методики сенсорного анализа качества хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, позволяющие оценивать готовые изделия по основным показателям их качества – аромату, текстуре мякиша и вкусу (таблица 4). Установлено положительное влияние гречневой муки на органолептические показатели готовых изделий.
Применение гречневой муки позволяло дольше сохранять потребительские свойства хлебобулочных изделий (вкус, аромат, реологические свойства мякиша) из смеси пшеничной и гречневой муки, по сравнению с изделиями без применения гречневой муки (рис. 7,8).
Таблица 4
Дескрипторы для сенсорного анализа показателей качества хлебобулочных изделий из смеси муки пшеничной и гречневой муки
| Наименования импульсов | Наименования дескрипторов |
| Аромат | характерный пшеничному хлебу; характерный гречневой крупе; ореховый; сдобный; кислый; пресный; плесневелый; горький |
| Текстура мякиша | мягкий; упругий и эластичный; некрошащийся; эластичный; хорошо разжевываемый |
| Вкус | соленый; сладкий; кислый; пресный; характерный пшеничному хлебу; характерный гречневой крупе; жирный; постный |
Рис. 7. Зависимость изменения вкуса, аромата и текстуры мякиша хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки через 4 ч после выпечки от количества гречневой муки
Установлено влияние гречневой муки в количестве 5 – 70% к массе смеси с пшеничной мукой на пищевую ценность и показатель гликемического индекса хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки. Применение гречневой муки приводило к снижению энергетической ценности готовых изделий на 11%, гликемического индекса – на 22%.
Рис.8. Зависимость изменения вкуса, аромата и текстуры мякиша хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки через 72 ч после выпечки от количества гречневой муки
2.2.4 Разработка дифференцированных подходов к технологии применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки
Разработаны технологические решения применения гречневой муки, полученной из зерна с ГТО, в количестве 5 – 20% к массе смеси с пшеничной мукой, при добавлении в рецептуру растительного масла и сахара-песка для получения хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки хорошего качества с привлекательными потребительскими свойства и рекомендованных для массового потребления.
Разработаны технологические решения применения гречневой муки, полученной из зерна с ГТО, в количестве 30 – 50% к массе смеси с пшеничной мукой при добавлении в рецептуру растительного масла для получения хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки профилактического назначения.
Разработаны технологические решения применения гречневой муки, полученной из зерна с ГТО, в количестве 70% к массе смеси с пшеничной мукой при добавлении в рецептуру растительного масла и структурообразующих веществ для получения хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки функционального и профилактического назначения.
Структурная схема технологических решений применения гречневой муки представлена на рис.9.
Количество гречневой муки
5 – 20% 30 – 50% 70%
Качество гречневой муки
из зерна без ГТО из зерна с ГТО из зерна с ГТО
из зерна с ГТО
Количество рецептурных компонентов
(% к массе смесей пшеничной и гречневой муки)
|
|
|
Технологические параметры
|
|
|
|
|
|
Рис.9. Структурная схема технологических решений использования гречневой муки
3. Выводы
Проведены комплексные исследования по разработке технологических решений применения гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки. На основании полученных результатов сделаны следующие выводы.
- Разработаны технологические решения приготовления хлебобулочных изделий с применением гречневой муки в зависимости от ее дозировок, технологических свойств и требований к качеству готовых изделий.
- Для производства хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки целесообразно применять гречневую муку гранулометрического состава -/450 мкм, полученную из зерна гречихи с применением дополнительной стадии подготовки зерна к помолу, т.е. с гидротермической обработкой.
- Гречневая мука оказывала влияние на углеводно-амилазный комплекс, водосвязывающую и водопоглотительную способности смеси пшеничной и гречневой муки. При повышении количества гречневой муки от 5 до 20% в смесях увеличивалась газообразующая способность смеси пшеничной и гречневой муки на 6 – 20%, при повышении количества гречневой муки от 5 до 90% в смесях увеличиваются водосвязывающая способность на 10 – 440% и водопоглотительная способность на 4 – 58%.
- Разработан комплекс технологических решений приготовления хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, который заключается в оптимизации рецептур, применении структурообразующих веществ и параметров процесса приготовления изделий.
- Применение дополнительных рецептурных компонентов – растительного масла (в количестве 1,5%) и сахара-песка (в количестве 1,5%) позволяло повысить балловую оценку хлебобулочных изделий из смеси пшеничной муки и гречневой муки. Применение растительного масла и сахара-песка повышало балловую оценку готовых изделий из смеси пшеничной муки с применением гречневой в количестве 5 – 70% на 8 – 25%, по сравнению с пробами без применения жирового продукта и сахара-песка.
- Увеличение количества гречневой муки от 5 до 70% к массе смеси с пшеничной мукой позволяло сократить длительность брожения тестовых заготовок до 60 – 70 мин, в зависимости от количества гречневой муки в смесях и применения дополнительных рецептурных компонентов. Получены математические модели, позволяющие прогнозировать длительность процесса брожения тестовых заготовок, исходя из количества гречневой муки в смеси с пшеничной мукой и применения дополнительных рецептурных компонентов.
- Показано влияние рецептурных компонентов (содержание воды, дрожжей) на длительность расстойки тестовых заготовок, удельный объем и пористость готовых изделий. Получены математические модели зависимости изменения длительности расстойки тестовых заготовок, удельного объема и пористости готовых изделий от количества рецептурных компонентов и дозировок гречневой муки, которые позволяют корректировать показатели качества готовых хлебобулочных изделий из смеси пшеничной муки с применением гречневой в количестве 30 – 70% к массе смеси.
- При производстве хлебобулочных изделий из смеси пшеничной муки с применением гречневой в количестве 30 – 70% к массе смеси целесообразно повышать количество соли в рецептуре до 1,8% и влажности теста до 48%.
- Применение структурообразующих веществ - «Лемикс 52», гуаровой и ксантановой камедей увеличивало балловую оценку хлебобулочных изделий из смесей пшеничной и гречневой муки в соотношении 30:70 – на 42, 19 и 31% соответственно.
- Гречневая мука улучшает потребительские свойства хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки при хранении, показатели пищевой ценности и гликемического индекса готовых изделий.
- Внесение гречневой муки в количестве 5 – 70% в смеси с пшеничной мукой снижало скорость процесса черствения готовых изделий. Получены математические модели, позволяющие прогнозировать степень изменения таких показателей, как упругая и пластичная деформации, крошковатость и набухаемость мякиша готовых изделий в зависимости от длительности их хранения.
- Методом ядерно-магнитного резонанса установлено, что увеличение количества гречневой муки до 50% к массе смеси пшеничной и гречневой муки приводит к снижению количества слабосвязанной влаги в мякише готовых изделий на 64%.
- Разработаны характерные дескрипторы для методики сенсорного анализа качества хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и гречневой муки, позволяющие оценивать готовые изделия по основным показателям их качества – аромату, текстуре мякиша и вкусу.
- Применение гречневой муки в количестве 5 – 70% к массе смеси с пшеничной мукой высшего сорта позволило снизить энергетическую ценность готовых изделий на 11%, гликемический индекс на 22%.
- Разработан «Способ производства хлеба с гречневой мукой». На разработанный способ получено положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Способ производства хлеба с гречневой мукой».
- Проведена промышленная апробация способа производства хлеба «Гречишный» из пшеничной муки высшего сорта с применением гречневой муки в условиях ОАО «Золоторожский хлеб» г. Москва.
- Разработан проект комплекта нормативно-технической документации на хлеб «Гречишка» и хлебобулочные изделия «Гречишные»; проведено маркетинговое исследование конкурентоспособности хлеба из смесей пшеничной и гречневой муки.
Список опубликованных работ по теме диссертации
- Гаврилова, О.М. Влияние гречневой муки на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта/О.М. Гаврилова, И.В. Матвеева, Е.В. Толмачев[Текст]: научн.-техн. и производ. журн. «Хлебопродукты». – 2007, №2. – с.36-37.
- Гаврилова, О.М. Приготовление хлеба с использованием гречневой муки/ О.М. Гаврилова, И.В. Матвеева, П.И. Вакуленчик[Текст]: научн.-техн. и производ. журн. «Хлебопечение России». – 2007, № 3. – с. 14-16.
- Гаврилова, О.М. Влияние гречневой муки на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта (окончание) /О.М. Гаврилова, И.В. Матвеева, Е.В. Толмачев[Текст]: научн.-техн. и производ. журн. «Хлебопродукты». – 2007, №4. – с.34-35.
- Гаврилова, О.М. Гречневая мука в технологии приготовления хлебобулочных изделий диетического и профилактического назначения/О.М. Гаврилова, И.В. Матвеева, Т.А. Юдина, А.А. Ломакин[Текст]: Сборник материалов V международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания 2007» в 2 ч./ под общ.ред. Хуршудяна С.А. – М., МГУПП, 2007. – с.108-111.
- Гаврилова, О.М. Cохранение свежести хлеба из смеси пшеничной и гречневой муки/О.М. Гаврилова, И.В. Матвеева, Т.А. Юдина, А.А. Ломакин[Текст]: научн.-техн. и производ. журн. «Хлебопечение России». –2008, № 3. – с. 18-20.
- Гаврилова, О.М. Применение гречневой муки при производстве пшеничного хлеба[Текст]: научн.-техн. и производ. журн. «Хлебопродукты». – 2008, №7. – с.36-37.
- Гаврилова, О.М. Влияние гречневой муки на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта/О.М. Гаврилова, И.В. Матвеева, Е.В. Толмачев[Текст]: специализ. журн. Хлебопекарное производство. – 2007, №12. – с. 33-35.
- Гаврилова, О.М. Применение гречневой муки при производстве хлебобулочных изделий[Текст]: специализ. журн. Кондитерское и хлебопекарное производство. – 2008, №9. – с. 12.
Список принятых сокращений:
ГТО – гидротермическая обработка
Gavrilova O.M.
Technology Development of Bread with Buckwheat Flour Application.
The main issue of research was development of complex technology for breadmaking with buckwheat flour. Complex technology for bread with buckwheat flour was based on: developed requirements for buckwheat flour as breadmaking flour; optimized quantity and kind of main and additional baking formula components; selected technological solutions for breadmaking with buckwheat flour in different proportions; usage of hydrocolloids in breadmaking recipes.
It was determined that bread with buckwheat flour has longer shelf life than wheat bread; it reduces energy value and glycemix index of bread.
Developed complex technology for breadmaking with buckwheat flour was recommended for baking industry.
Автор выражает благодарность:
к.т.н, профессору кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств», МГУПП И.В. Матвеевой за оказанную огромную помощь при выполнении и оформлении работы;
к.т.н, профессору кафедры «Технология переработки зерна», МГУПП В.П. Изосимову за оказанные помощь и консультации при выполнении работы.
