Технологи я мучных смесей для продуктов функционального назначения
На правах рукописи
Бобков Владимир Александрович
технология мучных смесей для продуктов
функционального назначения
| 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 - 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств».
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Панкратов Георгий Несторович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Черных Валерий Яковлевич
доктор технических наук, профессор
Иунихина Вера Сергеевна
Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки»
Защита состоится « 03 » декабря 2009 г. в 10.00 ч на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, 11, ауд. 302.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств».
Автореферат разослан « » ноября 2009 г.
Ученый секретарь Совета
к.т.н., доц. Белявская И.Г.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Состояние здоровья населения свидетельствует о некоторых серьезных проблемах, вызванных отклонением от принципов сбалансированного питания. Происходит снижение разнообразия рациона, увеличение потребления рафинированной пищи, высококалорийной, но бедной биологически активными веществами. Такое питание провоцирует избыточную массу тела и создает условия развития различных заболеваний: гипертонии, атеросклероза, диабета, снижению иммунитета.
Рациональным выходом из сложившейся ситуации является разработка продуктов питания, дополнительно обогащенных функциональными ингредиентами, максимально соответствующих потребностям различных групп населения. В качестве обогащаемой базы обычно используют продукты массового потребления. Наиболее часто из числа таких продуктов используют хлебобулочные и мучные кондитерские изделия. Такой подход позволяет с учетом внесения дополнительных сырьевых компонентов сбалансировать продукты по составу белка, повысить содержание пищевых волокон, витаминов и микроэлементов до рекомендуемых норм потребления.
Значительный вклад в создание научных основ функциональных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий внесли В.И. Дробот, Г.Г. Дубцов, И.В. Матвеева, Р.Д. Поландова, Л.И. Пучкова, Т.Б. Цыганова, Л.Н. Шатнюк и другие.
В институте питания РАМН, а также во ВНИИЗе были разработаны рецептуры продуктов функционального назначения для различных групп населения на зерновой основе, а также соответствующая техническая документация.
Приоритетным направлением в создании зерновых продуктов функционального назначения является использование различных круп, причем наиболее эффективно составлять мучные смеси из измельченных крупяных продуктов.
Поэтому актуальным является разработка подготовки компонентов, включающая размол крупяных продуктов, оценка процесса смешивания и контроль однородности, устойчивости к расслоению, а также влияние компонентов на физические и реологические свойства получаемых полуфабрикатов с целью возможности их коррекции.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось технология производства смесей из пшеничной муки и муки крупяных культур в условиях мукомольного завода для продуктов функционального назначения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- на основании изучения процесса измельчения крупяных продуктов разработать универсальную технологическую схему;
- с учетом физико-химических свойств компонентов исследовать кинетику процесса смешивания муки из различных крупяных культур;
- разработать методы оценки однородности мучных смесей и оценить устойчивость мучных смесей к расслоению;
- исследовать взаимосвязь физико-химических, реологических и хлебопекарных свойств полуфабрикатов и готовых изделий в зависимости от состава;
- изучить реологические свойства в зависимости от состава мучных смесей и разработать математические модели;
- изучить влияние муки крупяных культур в смеси с пшеничной на показатели качества в процессе хранения;
- разработать нормативно-техническую документацию на производство мучных смесей из пшеничной муки и муки из крупяных культур и провести промышленную апробацию результатов исследования.
Научная новизна
Выявлена целесообразность применения муки из крупяных культур в качестве компонентов для продуктов функционального назначения и показана возможность производства такой муки по универсальной схеме размола.
На основании идентичности физических характеристик компонентов мучных смесей установлено, что время образования гомогенных смесей не зависит от концентрации.
Установлена и математически описана зависимость реологических свойств полуфабрикатов от вида и состава смесей.
Показана возможность корректировки реологических и хлебопекарных свойств мучных смесей путем внесения различных ферментных препаратов и СПК.
Впервые предложен способ оценки однородности мучных смесей по показателю белизны.
Показана возможность идентификации мучных смесей с помощью метода инфракрасной спектроскопии в ближней области.
Выявлено, что гомогенность и устойчивость к расслоению не зависит от вида крупяных культур, что объясняется близостью физических свойств компонентов смеси.
Практическая ценность
На основании проведенных исследований предложена универсальная технологическая схема и параметры процесса переработки крупяных продуктов в муку, в которой в качестве сырья используется крупа целая, дробленая, а также побочные продукты крупяного производства.
Показана возможность составления однородных и устойчивых к расслоению смесей на основе муки из крупяных культур.
На основе разработанных математических моделей характеристик альвеограмм от состава смеси показана возможность прогнозирования реологических и хлебопекарных свойств мучных смесей.
Показана возможность корректировки этих свойств путем внесения СПК и ферментных препаратов, что было подтверждено опытно-промышленными испытаниями.
Построена и проверена градуировочная модель для прибора ИНФРАЛЮМ ФТ-10, позволяющая идентифицировать содержание гречневой муки в смеси.
Разработана инструкция по производству мучных смесей для продуктов функционального назначения на ОАО «Московский комбинат хлебопродуктов». Проведены опытно-промышленные испытания по выработке мучных смесей и изготовлению хлебобулочных изделий из них.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на V Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания (МГУПП, г. Москва, 2007 г); VI Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (МГУПП, г. Москва, 2008 г.); VI-ой Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (Республика Беларусь, Могилев, 2008 г.); II межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров» (МГУПП, г. Москва 2009 г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, которые отражают ее основное содержание.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Диссертационный материал изложен на страницах основного текста, включает 19 рисунков и 27 таблиц. Список литературы состоит из 149 источников российских и зарубежных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре научно-технической литературы рассмотрены характеристики и требования к функциональным продуктам питания, возможность составления мучных смесей из различных видов сырья.
Обобщены сведения о методах оценки однородности смесей. Проанализированы данные о влиянии внесения муки из крупяных культур в рецептуру на реологические свойства полуфабрикатов и хлебопекарные показатели, рассмотрены методы корректировки качества.
Показано, что процесс кинетики смешивания, оценки однородности и устойчивости недостаточно отражены в научно-технической литературе.
В результате проведенного анализа сформулированы цели и задачи исследований.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Материалы и методы исследований
Исследования проводили в лабораториях кафедр «Технология переработки зерна», «Расчет и конструирование машин» ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств», испытательной производственной лаборатории ОАО «Московский комбинат хлебопродуктов», микробиологической лаборатории ФГУ «Ростест-Москва», хемометрической лаборатории ООО «Люмэкс-Центрум».
При проведении исследований использовались 6 образцов пшеничной муки (таблица 1), отобранных на ОАО «Московский комбинат хлебопродуктов».
Для составления смесей использовали муку, полученную из гречневого продела, гороха колотого, крупы ячневой, крупы овсяной дробленой, риса дробленого и пшена, изготовленную по действующим техническим условиям.
Для корректировки реологических и хлебопекарных свойств применяли сухую пшеничную клейковину фирм Саrgill (Россия), БМ (Казахстан), Roquette (Франция), ферментные препараты -амилазы, глюкозооксидазы и фосфолипазы фирмы Novozymes (Дания).
В работе использовали стандартные общепринятые и оригинальные методы исследований свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.
Однородность мучных смесей определяли по коэффициенту вариации, рассчитанному из значений концентрации компонентов, определяемых по величине белизны, количества клейковины и ИК-спектров смеси.
Таблица 1 - Показатели качества образцов пшеничной муки
| Наименование показателя | Показатели качества муки, используемой в исследовании, № пробы | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Влажность, % | 10,9 | 13,8 | 14,3 | 13,2 | 14,2 | 14,6 |
| Белизна, у.е. Р3-БПЛ | 40,9 | 40 | 53,9 | 55,7 | 58,0 | 58 |
| Содержание сырой клейковины, % | 30,1 | 30 | 30,3 | 30,2 | 26,9 | 27,8 |
| Свойства сырой клейковины, ед. прибора ИДК | 50 | 80 | 85 | 90 | 80 | 75 |
| Число падения, сек | 254 | 365 | 380 | 407 | 395 | 386 |
| Крупность помола, % | Остаток на сите №35 – 1,1; проход через сито №43 - 92 | Остаток на сите №35 – 1,4; проход через сито №43 - 88 | Остаток на сите №43 1,5 | Остаток на сите №43 1,5 | Остаток на сите №43 2,1 | Остаток на сите №43 1,6 |
| Упругость P, мм | 125 | 103 | 94 | 98 | 91 | 90 |
| Растяжимость L, мм | 76 | 112 | 89 | 84 | 73 | 109 |
| Вид кривой P/L | 1,65 | 0,92 | 1,06 | 1,17 | 1,27 | 0,83 |
| Работа W, Дж*10-4 | 341 | 333 | 293 | 289 | 245 | 308 |
Устойчивость к расслоению определяли по разработанной методике, заключающейся в оценке изменения концентрации компонентов по слоям при вибрационном перемещении.
Реологические свойства полуфабрикатов анализировали на приборе «Alveograph NG» фирмы Chopin (Франция).
Спектроскопию в ближней инфракрасной области проводили на приборе ИнфраЛЮМ ФТ-10 фирмы ООО «Люмекс» (Россия).
Гранулометрический состав изучали с использованием гранулометрического измерительного устройства ГИУ-1 и программного продукта «Flour 3.1»;
Хлебобулочные изделия анализировали по физико-химическим, органолептическим показателям, удельный объем и пористость хлебобулочных изделий определяли по общепринятым методикам.
При проведении экспериментов использовали математические методы обработки результатов с применением статистических программ Kwikstat, STATISTICA 6.0, Excel 2003.
Структурная схема исследований приведена на рисунке 1.
2.2 Результаты исследований
2.2.1 Разработка универсальной схемы переработки крупяных продуктов в муку
Производство функциональных продуктов предполагает добавление физиологически функциональных ингредиентов в продукты массового спроса, поэтому переработка крупяных продуктов должна быть максимально экономичной, чтобы не было повышения цены продукта, и он был доступен широким слоям населения.
Для этого в качестве сырья целесообразно использовать дробленые виды круп, которые не пользуются спросом среди населения, однако по пищевой ценности не уступают, а иногда даже и превосходят крупы с целым ядром.
При разработке параметров измельчения и подбора оборудования рассматривался вопрос максимального извлечения муки.
Технологическая схема, представленная на рисунке 2, позволяет перерабатывать практически все виды крупы с выходом муки не менее 95 %.
Рисунок 1 - Структурная схема проведения исследований
Технологический процесс производства муки из крупяных культур включает очистку крупы от примесей, измельчение, сортирование продуктов измельчения, контроль муки. В зависимости от вида перерабатываемой крупы технологическая схема размола состоит из одной драной системы и одной - трех размольных систем с дополнительным доизмельчением на центробежном измельчителе.
Муку получали проходом через сито с размером ячеек 315 мкм.
Параметры процесса были следующими: взаиморасположение рифлей - «спинка по спинке» на всех вальцовых парах, число рифлей было 6,5 см-1 на I др.с. и 11-12 см-1 на размольных системах, дифференциал скоростей - от 2,5 до 1,5 соответственно.
Рисунок 2 - Универсальная технологическая схема производства муки из крупяных культур
2.2.2 Изучение гранулометрического состава муки из крупяных продуктов
Исследования проводили ситовым и микроскопическим методами на установке ГИУ-1 (таблица 2).
По данным ситового анализа установлено, что самой мелкодисперсной является пшеничная мука. Гречневая, ячменная и овсяная мука содержат более крупные фракции. Гороховая, пшенная и рисовая – занимают промежуточное
Таблица 2 - Крупность различных видов муки
| Вид муки | Выход фракции, % | Хср., мкм (ГИУ-1) | ||||
| Сход с сита, мкм | Проход сита, мкм | |||||
| 250 | 180 | 160 | 140 | 140 | ||
| Пшеничная | 0 | 0 | 0,35 | 2,13 | 97,52 | 120 |
| Рисовая | 10,74 | 27,87 | 2,36 | 4,73 | 54,30 | 215 |
| Пшенная | 4,83 | 19,63 | 7,32 | 3,53 | 64,69 | 210 |
| Гороховая | 10,03 | 20,55 | 1,49 | 2,80 | 65,13 | 198 |
| Гречневая | 14,92 | 31,78 | 8,31 | 3,65 | 41,44 | 246 |
| Овсяная | 11,30 | 16,90 | 3,28 | 4,92 | 63,60 | 255 |
| Ячменная | 12,98 | 31,64 | 7,36 | 2,64 | 45,39 | 254 |
положение по крупности. Результаты расчета среднего размера частиц, проведенные ситовым методом, подтверждают данные ситового анализа.
Оценивая интегральные кривые распределения частиц различных видов муки (рисунок 3), можно сказать, что пшеничная мука обладает более
Рисунок 3 - Интегральные кривые распределения частиц муки
выровненным гранулометрическим составом в диапазоне от 100 до 160 мкм, при этом частицы муки из крупяных культур распределены в более широком диапазоне (от 100 до 400 мкм). Однако, разные виды муки из крупяных культур незначительно отличаются друг от друга, чего нельзя сказать о сравнении их с пшеничной.
2.2.3 Изучение физико-механических свойств различных видов муки
Анализируя результаты исследований физико-химических свойств различных видов муки (таблица 3), необходимо отметить, что установленные значения варьируются в узких пределах и практически не выявлено специфических особенностей каждого продукта, что положительно влияет на процесс смешивания, позволяя провести его оптимизацию.
Кроме того, выявлено широкое варьирование значений по показателю белизны, что позволяет предположить возможность оценки качества мучных смесей по этому показателю.
Таблица 3 - Физико-механические свойства различных видов муки
| Вид муки | Влажность, % | Белизна у.е. РЗ-БПЛ | Объемная масса, г/л | Плот-ность, г/см3 | Угол естеств. откоса, град | Коэфф-нт текучести |
| Пшеничная | 13,2 | 55,7 | 598 | 1,43 | 35 | 46 |
| Рисовая | 13,4 | 61,2 | 630 | 1,42 | 25 | 22 |
| Пшенная | 12,9 | 11,4 | 590 | 1,41 | 36 | - |
| Гороховая | 13,3 | 31,9 | 513 | 1,45 | 26 | 52 |
| Гречневая | 12,7 | - 83,4 | 668 | 1,46 | 27 | 27 |
| Овсяная | 12,1 | 13,4 | 570 | 1,40 | 38 | - |
| Ячменная | 13,5 | 33,8 | 440 | 1,47 | 32 | - |
Однако при составлении смесей различного состава был выявлен нелинейный характер изменения белизны (рисунок 4). График зависимости отклонения фактического от средневзвешенного значения белизны от состава смеси на отрезке по оси Х от 0 до 100 % имеет форму симметричной параболы с центром в точке максимального отклонения белизны равной 50 % ввода компонента.
Для определения расчетного значения белизны возможно использование формулы (1).
Y = X1*БМ1 + (1-X1)*БМ2 – *X1*(1-X1), (1)
где: Y – расчетная величина белизны двухкомпонентной смеси, усл. ед. Р3-БПЛ;
– коэффициент, зависящий от вида добавки ;
Х1 - массовая доля вносимого компонента, в долях единицы;
Х2 – массовая доля пшеничной муки, в долях единицы;
БМ1 – белизна вносимого компонента, усл. ед. Р3-БПЛ;
БМ2 – белизна пшеничной муки, усл. ед. Р3-БПЛ.
Рисунок 4 - Отклонение фактического значения белизны от расчетного
Установлено, что внесение в смесь компонентов, характеризующихся низким значением показателя белизны, в значительной степени оказывает влияние на общую белизну смеси, снижая ее.
2.2.4 Изучение процесса смешивания мучных смесей
Для исследования процесса смешивания мучных смесей был изготовлен специальный лабораторный барабанный смеситель, к внутренней поверхности которого были прикреплены разнонаправленные пластины, имеющие угол 45° к образующей цилиндра.
Дисперсионный анализ результатов смешивания показал возможность достижения однородности по ширине и высоте слоя продукта, что дает предпосылки использования такой конструкции для оценки однородности мучных смесей.
Вести анализ однородности мучных смесей общепринятыми методами по концентрации ключевого компонента достаточно трудно из-за сложности анализа химического состава компонентов. Известно, что другим способом является оценка физических свойств, функционально связанных с концентрацией. С учетом широкого варьирования значений для различных видов компонентов был выбран показатель белизны.
Рисунок 5 - Кривые кинетики смешивания мучных смесей
Оценку однородности вели по коэффициенту вариации, рассчитываемому по отклонению белизны от среднего значения. При этом количество проб и их масса рассчитывались общепринятым методом на основе теоремы Ляпунова.В результате оценки однородности по показателю белизны мучных смесей, состоящих из 90 % пшеничной и 10 % муки из крупяных культур, были построены кривые кинетики смешивания (рис. 5)
Коэффициент вариации с увеличением продолжительности смешивания снижается, причем по истечении 150-200 с для всех видов смеси величина стабилизируется на определенном уровне за счет наступления баланса процессов смешивания и сегрегации.
Исследование влияния концентрации на скорость смешивания проводили на пшенично-гречневой смеси.
При этом по полученному уравнению регрессии зависимости среднего значения белизны в опыте от концентрации гречневой муки представилось возможным рассчитать отклонение ее содержания при различной концентрации (рисунок 6).
Рисунок 6 - Отклонение содержания компонента при различной концентрации ключевого компонента
В результате можно сделать вывод, что концентрация компонентов не влияет на время достижение однородности.
2.2.5 Анализ устойчивости мучных смесей к расслоению
Для анализа устойчивости смеси к расслоению был сконструирован специальный стенд, включающий вибростол с регулируемыми параметрами, обеспечивающих максимальное самосортирование (частота колебаний варьировалась от 14,6 до 23 с-1, амплитуда - от 25 до 70 мм) и лоток. Конструкция лотка исключала воздействие ограждающих стенок на процесс самосортирования продукта. Эффект самосортирования оценивали по изменению концентрации компонентов по слоям.
Процесс расслоения наблюдался в первые 5 минут, однако при увеличении времени испытания дальнейшего расслоения не происходило. Было выявлено, что использование муки крупяных культур не приводило в изменению концентрации более чем на 1,5 %, при этом для компонентов, существенно отличающихся размерами и плотностью, наоборот, изменение концентрации по слоям было существенным.
Рисунок 7 - Устойчивость к расслоению компонентов мучных смесей
2.2.5 Анализ однородности мучных смесей по ИК-спектрам
Объективным методом, позволяющим контролировать качество смесей, является анализ получаемых спектров методом ближней инфракрасной спектроскопии. На основании результатов исследования спектры различных компонентов имеют уникальную конфигурацию, что позволяет идентифицировать состав смеси и концентрацию компонентов мучных смесей при условии составления градуировочных графиков (рисунок 8).
Рисунок 8 - Градуировочная прямая для оценки содержания гречневой муки
Для составления градуировки анализировали 10 видов пшеничной муки и 6 видов гречневой муки. В качестве проверочных образцов использовали мучные смеси из 4 видов пшеничной муки с различным процентом подсортировки 4 видов гречневой муки.
Установлено, что с помощью ближней ИК-спектроскопии возможна идентификация мучных смесей, количественная оценка содержания компонента с высокой точностью (± 1 %), а также оценка однородности мучных смесей.
2.2.6 Изменение белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов в зависимости от состава мучных смесей
Выявлено, что при использовании в качестве компонентов мучных смесей муки из крупяных культур происходят изменения в белково-протеиназном и углеводно-амилазном комплексах. При этом степень влияния зависит как от компонента, так и от его содержания в смеси.
При внесении различных видов муки из крупяных продуктов происходило снижение количества клейковины в смеси за счет частичного замещения клейковинсодержащих белков пшеничной муки другими видами белка. Изменение количества клейковины практически соответствовало расчетному. Показатель ИДК при использовании до 30 % муки из крупяных культур снижался на 5-7 уд. ед. прибора, что характеризует повышение упругости теста.
Изменение углеводно-амилазного комплекса оценивали по числу падения. При составлении мучных смесей различного состава существенного изменения данного показателя не происходило. При этом внесение 30 % ячменной муки приводило к снижению числа падения на 45 с, что объясняется более высокой активностью амилаз в этой муке. Использование в качестве компонента мучной смеси рисовой муки до 30 % приводило к повышению показателя числа падения на 58 с.
2.2.7 Влияние внесения муки крупяных культур на реологические, хлебопекарные свойства смесей
При разработке мучных смесей с мукой из крупяных культур необходимо учитывать реологические и хлебопекарные свойства компонентов.
Установлено, что при внесении муки из крупяных культур от 3 до 30 % в мучную смесь происходит существенное повышение упругости и снижение эластичности теста.
На основании полученных данных были построены математические модели процесса изменения параметров альвеограмм в зависимости от состава смеси, характеризующиеся высокой корреляционной связью (R = 0,92-0,99), что позволяет их описать линейным уравнением вида
P(L,W,P/L) = a + b*x, (2)
где х – содержание муки из крупяных культур
Их анализ позволил установить направление и скорость изменения реологических характеристик. Наиболее существенное влияние на параметры альвеограмм наблюдалось при внесении ячменной, овсяной и соевой муки. Средним по силе оценивалось воздействие гречневой, рисовой и пшенной муки. Незначительным можно назвать влияние гороховой муки.
Выявлено, что внесение в состав мучной смеси различных видов муки крупяных культур изменяет реологические свойства в сторону повышения упругости и снижения эластичности теста, соответственно, снижается показатель работы W.
Возможность снижения этого негативного влияния изучалась с помощью введения СПК и ферментных препаратов, которые по характеру воздействия снижают упругость и повышают эластичность теста. Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Изменение хлебопекарных свойств в зависимости от состава смеси
| Показатели | Образцы | ||||
| Контроль | + 10 % гречневой муки | + 10 % гречневой муки + комплекс ФП | + 10 % гречневой муки + 2,5% СПК | + 10 % гречневой муки + 2,5% СПК +комплекс ФП | |
| Физико-химические показатели хлеба | |||||
  | |||||
| Удельный объем, мл/100 г муки | 348 | 273 | 339 | 339 | 353 |
| Формоустойчивость H/D | 0,46 | 0,41 | 0,43 | 0,38 | 0,50 |
| Пористость, % | 72 | 70 | 74 | 73 | 74 |
| Показатели альвеограмм | |||||
| Упругость P, мм | 91 | 146 | 139 | 166 | 140 |
| Растяжимость L, мм | 73 | 27 | 31 | 36 | 42 |
| Вид кривой, P\L | 1,27 | 5,34 | 4,49 | 4,66 | 3,36 |
| Работа W, 10-4 Дж | 245 | 176 | 188 | 258 | 242 |
2.2.8 Влияние муки крупяных культур на органолептические, физико-химические, реологические и микробиологические показатели качества в процессе хранения смесей
Для исследования изменений различных свойств в процессе хранения были изготовлены мучные смеси с содержанием пшеничной муки и муки из крупяных продуктов в соотношении 80 : 20.
Анализ микробиологических показателей мучных смесей с использованием муки из крупяных культур не выявили негативного влияния в процессе хранения муки(таблица 5).
Таблица 5 - Изменение микробиологических показателей в процессе хранения мучных смесей
| Смесь 80 : 20 | КМАФАнМ, КОЕ/г*103 | Плесени, КОЕ/г | ||
| 0 сут | 90 сут | 0 сут | 90 сут | |
| пшеничная мука 100 % | 800 | 1200 | 300 | 800 |
| пшеничная + овсяная мука | 800 | 1000 | 400 | 800 |
| пшеничная + гречневая мука | 600 | 1000 | 200 | 600 |
| пшеничная + пшенная мука | 600 | 1500 | 200 | 600 |
| пшеничная + гороховая мука | 800 | 2000 | 500 | 500 |
Патогенные бактерии и бактерии группы кишечной палочки не были обнаружены. Показатель КМАФАнМ и количество плесеней незначительно увеличились по истечении 90 суток. При этом использование в составе смесей муки из крупяных культур положительно влияло на сохранность муки по микробиологическим показателям.
Кислотное число жира в процессе хранения возрастает приблизительно в 2 раза, мучная смесь с добавлением пшенной муки отличается повышенным кислотным числом жира (рисунок 9).
Изменение белково-протеиназного комплекса в процессе хранения некоторым снижением количества и качества клейковины. Во всех образцах мучных смесей в конце срока хранения снижалось количество клейковины на 0,1-0,4 %, при этом происходило ее укрепление на 5-10 у.е. прибора ИДК.
Установлено изменение реологических свойств мучных смесей, содержащих муку из крупяных культур. Во всех мучных смесях наблюдалось увеличение упругости на 3-17 %, причем наибольший прирост наблюдался в гороховой муке. Если в соевой, ячменной и рисовой смеси снижение растяжимости было незначительным, то в овсяной, гречневой, пшенной и гороховой уменьшение составляло от 10-40 %. Во всех случаях происходило понижение показателя «работа», что косвенно характеризует снижение хлебопекарных свойств.
Рисунок 9 - Изменение кислотного числа жира в процессе хранения
В целом, можно отметить, что в процессе хранения происходит возрастание упругости, и снижение растяжимости, что связано с изменениями белково-протеиназного комплекса.
В результате проведения лабораторных выпечек после 90 суток хранения установлено некоторое снижение пористости, но при этом органолептические свойства хлеба изменялись незначительно.
2.3 Промышленная апробация и внедрение результатов исследований
В условиях производства ОАО «Московский комбинат хлебопродуктов» были проведены производственные испытания по выработке мучных смесей на линии смешивания и их использованию в качестве сырья для изготовления хлебобулочных изделий. Акт производственных испытаний представлен в диссертации.
Проведенные производственные испытания показали, что в условиях мукомольного завода на линии смешивания можно получать однородные устойчивые смеси с хорошими хлебопекарными свойствами и использовать их в качестве компонента функционального продукта.
На основании исследований разработаны рекомендации по производству мучных смесей на ОАО «Московский комбинат хлебопродуктов».
3 ВЫВОДЫ
- Разработана технология мучных смесей для продуктов функционального питания с использованием в качестве физиологически функционального компонента муки из крупяных продуктов.
- Исследования показали возможность изготовления муки из крупяных продуктов по универсальной схеме, что позволяет использовать технологию на действующих мукомольных предприятиях.
- Определены физико-механические свойства муки крупяных продуктов. Выявлено, что все исследуемые виды муки обладают близкими значениями характеристик.
- Экспериментально установлена одновременность достижения гомогенности смесей различного состава на лабораторном смесителе, аналогичные результаты были получены на промышленном смесителе.
- Внесение различных компонентов в мучные смеси дает возможность управления не только химическим составом, но и реологическими свойствами. Были выявлены основные закономерности влияния муки из крупяного сырья в смеси с пшеничной мукой, которые характеризуются изменением реологических свойств в сторону увеличения упругости и снижения эластичности. Выявлен характер и основные модели изменения реологических свойств, достоверность которых подтверждена практикой.
- Подтверждена устойчивость мучных смесей при хранении. Выявлено, что в процессе хранения имеет место укрепление клейковины, увеличение кислотного числа, незначительное увеличение микробиологической обсемененности и некоторое снижение физико-химических показателей хлебобулочных изделий. Мучные смеси обладают устойчивостью к расслоению.
- Производственная проверка в условиях ОАО «Московский комбинат хлебопродуктов» (г. Москва) показала, что однородные мучные смеси функционального назначения можно получать на имеющемся оборудовании.
Использование комплексного улучшителя на основе СПК и ферментного комплекса позволяет получать хлебобулочные изделия по органолептическим и физико-химическим свойствам, соответствующие требованиям нормативной документации.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
- Бобков, В.А. Технология муки для продуктов функционального назначения [Текст] / В.А. Бобков, Г.Н. Панкратов // Сборник материалов V Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания 2007». Часть I – М.: МГУПП,2007. - C. 128-132
- Бобков, В.А. Производство муки с заданными качественными характеристиками [Текст] / В.А. Бобков // Материалы Пятой Международной конференции «Мельница 2007». – М.: Пищепромиздат, 2007. - С. 172
- Бобков, В.А. Проблема повышения биологической ценности хлеба за счет крупяных продуктов [Текст] / В.А. Бобков // Материалы научно-практической конференции «Технология крупяных продуктов вчера, сегодня, завтра». – М.: Издательский комплекс МГУПП, 2007. – С. 132-135
- Бобков, В.А. Влияние муки крупяных и зернобобовых культур на реологические свойства пшеничного теста [Текст] / В.А. Бобков, Г.Н. Панкратов // Управление реологическими свойствами пищевых продуктов. Сборник материалов первой научно-практической конференции и выставки с международным участием / Отв. Ред. С.А. Мачихин. – М.: МГУПП, 2008. – С. 81-86
- Бобков, В.А. Управление реологическими свойствами мучных смесей [Текст] / В.А. Бобков, Г.Н. Панкратов // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2008. – № 11. – С. 31-35
- Панкратов, Г.Н. Влияние функциональных компонентов на реологические свойства пшеничного теста [Текст] / Г.Н. Панкратов, В.А. Бобков // Кондитерское и хлебопекарное производство. – 2008. – № 12. – С. 14-15
- Бобков, В.А. Анализ однородности мучных композитных смесей по показателю белизны [Текст] / В.А. Бобков // Хлебопродукты. – 2009. – № 5. – С. 57-61
- Панкратов, Г.Н. Анализ однородности мучных композитных смесей [Текст] / Г.Н. Панкратов, В.А. Бобков, Е.Б. Шилкина и др. // Сборник материалов II Межведомственной научно-практической конференции с международным участием «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». – М.: Издательский комплекс МГУПП, 2009. – С. 48-53
- Панкратов, Г.Н. Анализ однородности мучных смесей функционального назначения [Текст] / Г.Н. Панкратов, В.А. Бобков // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2009. – № 8. – С. 30-32
SUMMARY
Technology of flour mixes for functional food
Bobkov V.
A universal flowsheet of obtaining flour from cereal products has been developed. Using of different cereal flour enables to obtain stable homogeneous flour mixes for functional products. Rheological properties change with the use of "Alveograph" depending on the composition of mixes is described in this paper.
The methods of adjusting rheological and breadmaking properties on basis of the vital wheat gluten and different enzymes are offered.
Список ПРИНЯТЫХ сокращений:
СПК – сухая пшеничная клейковина
