Технология галет из диспергированной зерновой массы
На правах рукописи
Бастриков Дмитрий Николаевич
ТЕХНОЛОГИЯ ГАЛЕТ ИЗ ДИСПЕРГИРОВАННОЙ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ
Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Москва – 2007
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;
кандидат технических наук,
Шкапов Евгений Иванович
Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки»
Защита состоится «_______»___________2007 г. в________часов в аудитории_______на заседании Диссертационного совета Д 212.148.03 при ГОУ ВПО Московский государственный университет пищевых производств по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11.
Просим вас принять участие в заседании Диссертационного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах с печатью учреждения по вышеуказанному адресу.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.
Автореферат разослан «_____»________________2007 г.
Учёный секретарь
Диссертационного Совета
К.т.н., доц. Подольская М.В.
ОБЩАЯ ХАРАКРЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы.
Современные технологии переработки зерна предусматривают удаление в процессе помола оболочек, зародыша и алейронового слоя, что хотя и позволяет повысить потребительские достоинства получаемой муки, но снижает её пищевую ценность, так как вместе с этими анатомическими частями удаляется большая часть витаминов, микроэлементов и пищевых волокон. Вместе с тем проблеме рационального использования зернового сырья посвящено большое число работ таких известных учёных как Ауэрман Л.Я., Бах А.Н., Вакар А.Б., Казаков Е.Д., Козьмина Н.П., Кретович В.Л., Куприц Я.Н., Опарин А.И., Трисвятский Л.А. и других.
Эффективным способом повышения пищевой ценности такого продукта питания, как хлеб является производство хлеба из диспергированной зерновой массы, так как в этом случае в перерабатываемом зерне не только сохраняются все анатомические части, как и в случае с производством хлеба из обойной муки, но и происходит активация ферментной системы. Это позволяет естественным образом дополнительно повысить его питательную ценность, что подтверждается заключением института питания РАМН. Однако такой хлеб обладает специфическими органолептическими свойствами, отрицательно влияющими на уровень его потребления, что является существенным недостатком данной технологии.
Цель и задачи работы. В связи с этим цель работы заключается в разработке технологии производства продуктов на зерновой основе обладающих высоким выходом и хорошими потребительскими свойствами.
Задачи, в соответствии с поставленной целью, были определены следующие:
- Разработать технологию производства готовых к употреблению продуктов типа галет или хлопьев из диспергированной зерновой массы;
- Определить влияние физико-химических свойств сырья на качество готовых продуктов;
- Определить характер биохимических изменений и установить рациональные режимы процесса подготовки зерна к переработке;
- Определить характер физических и биохимических изменений и установить рациональные параметры процесса диспергирования;
- Определить характер физико-химических преобразований в процессе термомеханической обработки полуфабрикатов и провести оптимизацию данного этапа технологии;
- Провести сравнительный анализ различных продуктов переработки зерна по комплексу физико-химических и органолептических показателей.
Схема проведения исследования представлена на рис. 1.
Научная новизна.
Выявлены основные закономерности процессов при производстве продуктов типа галет из диспергированной зерновой массы пшеницы и показано влияние свойств, способов и режимов подготовки зерна пшеницы на качество готового продукта.
Выявлен характер биохимических изменений происходящих в зерне при его подготовке, и показано, что для получения зерна с оптимальным уровнем биохимических изменений операцию шелушения необходимо проводить при режимах исключающих повреждение зародыша и эндосперма зерна и осуществлять аэрацию зерна в процессе его замачивания.
Установлено, что при аэробном способе замачивания зерна изменение ферментативной активности в нём происходит в два этапа. На первом этапе зерно расходует собственные запасы низкомолекулярных соединений, что приводит к снижению их концентрации, а на втором этапе происходит резкая активация ферментной системы зерна, в результате чего происходит гидролиз высокомолекулярных соединений и рост концентрации низкомолекулярных.
Установлено влияние процесса диспергирования на изменение физических и биохимических свойств диспергированной зерновой массы. Показано влияние процесса диспергирования на степень измельчения зерновой массы и качество зерновых галет.
Установлено влияние влажности ферментированного зерна и параметров тепловой обработки полуфабрикатов с помощью ИК-излучения на качество зерновых галет, длительность и энергоёмкость данного процесса.
Показано влияние механической и тепловой обработки полуфабрикатов зерновых галет с помощью ИК-излучения на физические, биохимические и микробиологические изменения в полуфабрикатах и готовом продукте.
Практическая значимость работы.
Разработана технология производства зерновых галет из диспергированной зерновой массы, которая включает в себя следующие этапы: 1) очистка зерна пшеницы; 2) замачивание очищенного зерна и его ферментация; 3) диспергирование увлажнённого зерна; 4) формовка полуфабрикатов из полученной диспергированной зерновой массы; 5) интенсивная ИК-обработка полуфабрикатов и получение готового продукта.
На основании результатов проведённых исследований сформулирована заявка и получен патент на изобретение «Способа получения пищевых продуктов из зерновых культур», и разработаны практические рекомендации по ведению основных этапов технологии производства зерновых галет.
Определены рациональные режимы процессов подготовки зерна пшеницы, его замачивания, ферментации и диспергирования при изготовлении зерновых галет.
Определены оптимальные параметры ведения процесса ИК-обработки полуфабрикатов по показателям, характеризующим качество зерновых галет и энергоёмкость процесса.
Показано, что для оценки жизнеспособности зерна целесообразно, использовать методы характеризующие изменение его ферментативной активности в процессе замачивания.
Разработана методика определения степени измельчения зерновой массы в процессе диспергирования, основанная на определении содержания в диспергированной зерновой массе неизмельчённого продукта.
Показана возможность применения для оценки физических свойств зерновых галет методик определения крошимости и удельного объёма, характеризующего пористость, ранее применявшихся при оценке качества других видов продуктов.
Апробация работы. Основные результаты исследований, выполненных автором, докладывались на V-ой Международной научной конференции студентов и аспирантов «Управление технологическими свойствами зерна» (Республика Беларусь, г. Могилёв 2006), IV-ой Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва 2006), IV-ой международной конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва 2006) и III-ей международной конференции «Качество зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий» (Москва 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано одиннадцать печатных работ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа включает: введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список использованной литературы, приложения. Список литературы включает 156 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 48 таблиц и 4 приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре литературы рассмотрены технологические свойства зерна пшеницы, как сырья для производства муки и других продуктов. А также проведён анализ технологии производства зернового хлеба и других продуктов обладающих повышенной пищевой ценностью изготовленных на зерновой основе.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Материалы и методы исследования
Исследования проводили в лабораториях кафедр «Технология переработки зерна», «Биохимия и зерноведенье», «Технология хлебопекарного и макаронного производств», «Технологическое оборудование предприятий хлебопродуктов» и в микробиологической лаборатории ПНИЛ Московского государственного университета пищевых производств, а также в испытательной лаборатории производственной компании «Старт», опытно-производственном цехе ОАО «Мельничный комбинат в Сокольниках» и в исследовательской лаборатории «Независимого института экспертизы и сертификации».
При проведении исследований использовали пробы зерна рядовой пшеницы урожая 2003 – 2006 годов, отобранные из партий, поступающих на предприятие ОАО «Мелькомбинат в Сокольниках» показатели, качества которых приведены в таблице 1, а также образцы зерна ржи, овса, ячменя, побочные продукты переработки зерна пшеницы, полученные из размольного отделения мельницы, образцы картофельного крахмала произведённого в соответствии с ГОСТом 7699-78 и сухой пшеничной клейковины «Колосок» произведённой ТОО «БМ» Казахстан.
Технический и химический анализ зерна и продуктов его переработки проводили по методам, предусмотренным действующими на момент проведения исследования ГОСТами, ТУ и другими нормативными документами.
Таблица 1
Показатели качества проб зерна пшеницы
| Наименование показателя | Значения показателей |
| Натура; г/л | 750 – 820 |
| Стекловидность; % | 44 – 50 |
| Количество клейковины; % | 20 – 28 |
| Группа качества клейковины | I – II |
| Класс зерна пшеницы | III – IV |
| Содержание сорной примеси | 0,4 – 2,2% |
| Содержание зерновой примеси | 3,2 – 4,0% |
Также определяли: реологические свойства зерна по методике проф. Зверева С.В., удельный объём зерновых галет и их крошимость по методике проф. Мельникова Е.М., степени измельчения зерна при диспергировании по оригинальной методике.
2.2. Результаты и их обсуждение.
2.2.1. Исследование сырья.
Признаками зерна пшеницы, определяющими технологические свойства и возможность использовать его для производства муки и других продуктов, является тип, сорт и район произрастания и связанные с ними физико-химические свойства.
Для того чтобы определить влияние свойств зерна на качество получаемых из него продуктов, проводился эксперимент, в ходе которого изготовляли зерновые галеты из зерна пшеницы различной крупности, а также из шелушённого зерна пшеницы со снятием 2, 4 и 6% оболочек и из зерна с добавлением пшеничных отрубей, сухой пшеничной клейковины и картофельного крахмала.
Анализ полученных проб зерновых галет показал, что происходит увеличение показателей их удельного объёма (на 37%) и крошимости (на 54%) при увеличении крупности зерна, что связано с относительно более высоким содержанием эндосперма и клейковины в крупном зерне. Это подтверждается тем, что удаление оболочек и дополнительное введение сырой клейковины также способствует увеличению удельного объёма и крошимости зерновых галет. Введение же отрубей и крахмала оказывает отрицательное влияние на их качество.
В таблицах 2 и 3 показано изменение удельного объёма и крошимости зерновых галет изготовленных из шелушённого зерна и зерна с дополнительным введением клейковины. Результаты здесь приведены в процентах относительно значений данных показателей в контрольных пробах.
Таблица 2
Влияние степени шелушения зерна на изменение качества зерновых галет
| Степень шелушения зерна; % | |||
| 0 (Контрольная проба) | 3 | 6 | |
| Изменение показателя удельного объёма; % | 100,0 | 154,4 | 180,5 |
| Изменение показателя крошимости; % | 100,0 | 182,2 | 184,2 |
Таблица 3
Влияние содержания сырой клейковины на изменение качества зерновых галет
| Наименование исходного сырья | |||
| Мука из цельно смолотого зерна (Контрольная проба) | Тоже + 10% сырой клейковины | Тоже + 20% сырой клейковины | |
| Изменение показателя удельного объёма; % | 100,0 | 103,9 | 136,2 |
| Изменение показателя крошимости; % | 100,0 | 107,5 | 130,7 |
Таким образом, выявлена взаимосвязь между физическими и биохимическими свойствами зерна пшеницы и качеством получаемых из неё зерновых галет, которое оценивается по показателям удельного объёма, характеризующего пористость, и крошимости, а также показано, что наибольшее влияние на качество зерновых галет оказывает содержание в зерне клейковины.
2.2.2. Исследование подготовки зерна.
Процесс подготовки зерна к переработке включает в себя этапы его очистки, шелушения и замачивания. При этом очистка зерна осуществляется до кондиций соответствующих требованиям, предъявляемым к зерну, поступающему в размольное отделение мелькомбината.
Шелушение зерна. Обязательным условием при производстве зерновых галет является использование для этих целей жизнеспособного зерна. Шелушение зерна, как было показано, хотя и позволяет получать галеты с более высоким значением показателей удельного объёма и крошимости, но при этом оно может оказывать отрицательное воздействие на способность его к прорастанию, а соответственно и на его ферментативную активность.
С тем, чтобы установить влияние процесса шелушения на ферментативную активность зерна, определяли изменение числа падения при увлажнении зерна с различной степенью шелушения.
Было показано (рис. 2), что операция шелушения оказывает отрицательное влияние на ферментативную активность зерна. Так, снятие 2-х и более процентов оболочек приводит к тому, что биохимические изменения, происходящие в течение первых 24-х часов замачивания и приводящие к снижению числа падения, протекают менее интенсивно, чем в не шелушённом зерне.
Это объясняется тем, что в процессе шелушения происходит частичное или полное удаление зародыша, вследствие чего зерно теряет способность к прорастанию. Кроме того, происходит частичное оголение эндосперма, что, в процессе замачивания, приводит к слёживанию зерна и образованию им плотной, воздухонепроницаемой массы, в результате чего зерно с не повреждённым зародышем, возможно, переходит на анаэробный тип дыхания и процессы прорастания в нём приостанавливаются.
Замачивание зерна. При увеличении влажности в зерне начинают происходить биохимические изменения, связанные с началом процесса прорастания. Однако на эти изменения могут оказывать влияние условия аэрации зерновой массы. В связи с этим, определяли состояние углеводного, белкового и витаминного комплексов зерна пшеницы при аэробном и анаэробном типах увлажнения. Для этого анализировали изменение показателей числа падения, содержания в зерне восстанавливающих сахаров и декстринов, водорастворимых белков, витамина С и рибофлавина.
Были выявлены существенные различия в характере биохимических изменений происходящих при увлажнении зерна аэробным и анаэробным способами. Так на рис. 3. показан характер изменения показателя числа падения от продолжительности ферментации зерна при аэробном и анаэробном способах увлажнения в течение 24-х часов.
Из графиков представленных на рис. 3. видно, что при аэробном способе увлажнения зерна, наблюдается снижение показателя числа падения, что свидетельствует о начале процесса прорастания. Напротив, при анаэробном способе наблюдается рост показателя числа падения. Это объясняется тем, что в условиях недостатка кислорода зерно переходит на анаэробный тип дыхания, что приводит к потере жизнеспособности и гибели зародыша. При этом на ранних стадиях процесса ферментации (около 5-ти часов), не зависимо от способа увлажнения, число падения несколько возрастает по сравнению с исходным значением, что может быть связано с недостаточной активацией амилолитических ферментов.
Исследованием установлено, что содержание восстанавливающих сахаров и декстринов на ранних стадиях процесса ферментации (до12-ти часов), как при аэробном, так и при анаэробном способах увлажнения, значительно снижается, что связанно с интенсификацией процесса дыхания зерна. В дальнейшем, их содержание при аэробном способе начинает увеличиваться, а при анаэробном изменяется не значительно, что также связано с потерей жизнеспособности зерна. Таким образом, выявлен сложный характер биохимических изменений происходящих при увлажнении зерна различными способами.
Также установлено, что при аэробном способе увлажнения зерна наблюдается более интенсивный рост концентрации водорастворимых фракций белков, чем при анаэробном способе. Так, в первом случае их содержание возрастает в течение 24-х часов на 44%, в то время как во втором только на 3%. Кроме того было установлено что в процессе аэробного увлажнения зерна в нём происходит синтез витамина С (аскорбиновой кислоты) отсутствующего в непроросшем зерне и рибофлавина (витамина В2 до 8,5 раз), что свидетельствует о начале процесса прорастания и активации ферментной системы.
Исследованием установлено влияние биохимических изменений в зерне при его аэробном увлажнении на качество зерновых галет и показано, что важную роль здесь играет качество клейковины зерна пшеницы, которое изменяется в сторону её ослабления в процессе длительного аэробного увлажнения, что связано с действием протеолитических ферментов. При этом наблюдается снижение показателя удельного объёма зерновых галет, снижение показателя набухаемости и увеличение крошимости вследствие изменения физических и биохимических свойств клейковины (таблица 4).
Также установлено, что на качество зерновых галет оказывает влияние степень увлажнения зерна (таблица 5). Так при увеличении влажности зерновой массы увеличиваются значения показателей удельного объёма, крошимости и набухаемости зерновых галет, что может объясняться влиянием влажности на физические и биохимические изменения в полуфабрикатах в процессе их тепловой обработки.
Таблица 4
Влияние продолжительности ферментации зерна на качество зерновых галет
| Показатели качества продукта | Время замачивания зерна | |
| 24 часа | 48 часов | |
| Удельный объём; мл/г | 2,44 | 1,57 |
| Крошимость; % | 17,47 | 18,27 |
| Набухаемость; мл/г | 5,5 | 5,1 |
Таблица 5
Влияние влажности полуфабрикатов на качество зерновых галет
| Показатели качества продуктов | Влажность полуфабрикатов | ||
| 37,5% | 40,0% | 42,5% | |
| Удельный объём; мл/г | 1,59 | 2,00 | 2,13 |
| Крошимость; % | 9,11 | 9,30 | 9,43 |
| Набухаемость; мл/г | 5,2 | 5,6 | 6,0 |
2.2.3. Исследование процесса диспергирования.
Процесс диспергирования зерна заключается в измельчении зерна на установке ЛЗ-08, рабочими органами которой являются шнек и набор последовательно установленных в зоне измельчения ножей и матриц. Оптимальные параметры работы этой установки были ранее определены Е.И. Шкаповым. Было установлено, что процесс диспергирования характеризуется изменением степени измельчения зерна при многократном повторении процесса. При этом изменение степени измельчения зерна характеризуется изменением содержания в диспергированной зерновой массе не измельчённого продукта и описывается степенной функцией вида Y=aXb, где Y – содержание неизмельчённого продукта в диспергированной зерновой массе (% на с.в.), Х – число пропусков зерновой массы через диспергатор. Коэффициент «а» здесь характеризует начальное значение степени измельчения, коэффициент «b» характеризует изменение скорости процесса.
Было показано, что процесс диспергирования протекает по-разному при измельчении зерна с различными физическими свойствами, но стабилизируется после 3-4 этапа. Это видно из рисунка 4, где показано изменение степени измельчения зерна пшеницы разделённого на две фракции различной крупности. Как видно, содержание не измельчённого продукта в диспергированной зерновой массе, на всех этапах диспергирования мелкой фракции зерна пшеницы, остаётся выше, чем при диспергировании крупной фракции.
Наблюдения показали, что данные изменения связаны с тем, что при диспергировании, в основном, происходит полное измельчение эндосперма зерна, а более прочные оболочки измельчаются не полностью.
Увеличение степени измельчения зерна, и в первую очередь его эндосперма, приводит к тому, что уже после второго пропуска количество отмываемой из ДЗМ клейковины возрастает более чем на 20%. В месте с этим отмечается увеличение температуры зерновой массы в процессе её диспергирования. Этот процесс описывается логарифмической функцией вида Y=a*Lg(X)+b, где Y – температура зерновой массы на выходе из диспергатора, Х – число пропусков зерновой массы через диспергатор. Коэффициент «а» здесь характеризует скорость изменения температуры, коэффициент «b» – её начальное значение.
Установлено, что на характер изменения температуры зерновой массы оказывают влияние влажность зерна (рис.5.), степень его шелушения и продолжительность ферментации, что связано с изменением физических свойств зерна.
Показано, что при длительном замачивании зерна (до 40 часов), которое сопровождается его ферментацией, меняются его реологические свойства. Так при воздействии на такое зерно деформирующего усилия оно в большей степени проявляет себя как тело с вязко текучими свойствами и высокой податливостью, чем зерно прошедшее не продолжительный период замачивания (до 18 часов).
Установлено, что, увеличение степени измельчения зерна положительно сказывается на качестве получаемых из ДЗМ продуктов. Так отмечено увеличение удельного объёма и формоустойчивости зернового хлеба, и значительное увеличение удельного объёма (более чем на 92%) и крошимости (почти на 50%) зерновых галет.
В тоже время показано, что увеличение температуры зерновой массы в процессе диспергирования (особенно после трёхкратного пропуска её через диспергатор) приводит к необратимым изменениям и ухудшению качества клейковины, что влечёт за собой ухудшение качества продуктов из диспергированной зерновой массы.
2.2.4. Исследование процесса термомеханической обработки сырья.
Процесс термомеханической обработки диспергированной зерновой массы заключается в формовании на её основе полуфабрикатов и их тепловой обработке при помощи инфракрасного излучения с длинной волны 1,1 мкм.
Было установлено, что на качество зерновых галет оказывает влияние процесс формования полуфабрикатов. При этом было определено, что толщина полуфабрикатов должна составлять не более 1 мм.
Воздействие ИК-излучения на полуфабрикаты приводит к тому, что влага, находящаяся в них начинает интенсивно испаряться во всём их объёме. При этом испарение происходит с разной скоростью во внутренних и во внешних их частях. В результате этого на поверхности полуфабрикатов образуется корка, препятствующая дальнейшему выходу влаги наружу, что в итоге приводи к значительному увеличению объёма продукта и образованию пористой структуры. Конечная влажность зерновых галет составляет 10-13%.
Параметрами процесса тепловой обработки являются интенсивность ИК-излучения, которая изменяется в зависимости от числа источников, и время воздействия его на полуфабрикаты, которое зависит от влажности полуфабрикатов и мощности потока ИК-излучения. Это оказывает влияние на показатели качества готовых продуктов и энергоёмкость операции. В связи с этим по показателям энергозатрат, удельного объёма и крошимости зерновых галет была проведена оптимизация процесса тепловой обработки, методом графического анализа. Согласно этому методу оптимальными считаются те значения анализируемых показателей, которые находятся выше (удельный объём и крошимость) или ниже (энергозатраты) среднего уровня.
Было получено 6 проб зерновых галет пригодных для последующего анализа, так как длительное воздействие ИК-излучения (214 и 383 секунд) с высокой плотностью потока (15,25 и 25,70 кВт/м2) приводило к полному пиролизу полуфабрикатов (пробы 2, 3, 6), что делало их не пригодными для анализа. Результаты оптимизации представлены на рис.6.
Штриховкой на этом рисунке показана зона технологических оптимумов ограниченная кривыми, построенными по средним значениям показателей удельного объёма (Vуд), крошимости (Кр) и энергозатрат (Эз). Значения данных показателей определённых для проб зерновых галет 2, 3 и 6 при расчёте средних значений не учитывались.
Анализ данных показывает, что для достижения оптимальных результатов, процесс ИК-обработки полуфабрикатов должен осуществляться при плотности потока излучения не меньше 17,4 кВт/м2 в течение не более 115 секунд, что позволяет получить зерновые галеты с оптимальными значениями показателей качества и добиться снижения энергозатрат на 40%.
Было установлено, что тепловая обработка приводит к существенным физическим, биохимическим и микробиологическим преобразованиям в полуфабрикатах (таблица 6, таблица 7).
Как видно эти изменения выражаются в увеличении удельного объёма, крошимости и набухаемости зерновых галет, а также в увеличении содержания в них декстринов и восстанавливающих сахаров и снижении содержания водорастворимых белков и витаминов С и В2. Кроме того, интенсивное тепловое воздействие на полуфабрикаты позволяет получать полностью стерильный пищевой продукт.
Таблица 6
Физико-химические показатели состояния полуфабрикатов и готовых продуктов
| Наименование показателя | Наименование пробы | |
| Не обработанный полуфабрикат | Зерновые галеты | |
| Удельный объём; мл/г | 0,84 | 3,40 |
| Крошимость; % | 1,29 | 14,75 |
| Набухаемость; мл/г | 3,0 | 6,0 |
| Содержание восстанавливающих сахаров; % | 0,57 | 4,20 |
| Содержание декстринов; % | 1,43 | 11,00 |
| Содержание водорастворимой фракции белка; % | 1,30 | 0,66 |
| Содержание витамина С; мг/100 гр. | 2,68 | 1,05 |
| Содержание рибофлавина (витамина В2); мг/100 гр. | 1,91 | 0,93 |
Таблица 7
Микробиологическое состояние зерна,
промежуточных продуктов его переработки и зерновых галет.
| Наименование пробы | Значение показателя общей обсеменённости; КОЕ/г |
| Зерно до ферментации | 4,5*103 |
| Зерно после ферментации | 6,2*104 |
| Диспергированная зерновая масса | 5,5*103 |
| Зерновые галеты после ИК-обработки | Менее 1*10 (рост колоний не наблюдается) |
2.3. Производственная проверка.
В целях производственной проверки результатов исследования был проведён сравнительный анализ хлеба из обойной муки, хлеба из диспергированной зерновой массы, экструдатов и зерновых галет из зерна прошедшего предварительную ферментацию. Анализ проводился по комплексу физических, биохимических и органолептических показателей.
Было показано, что хлеб, полученный из диспергированной зерновой массы и хлеб из обойной муки, обладают более низкими потребительскими свойствами по сравнению с экструдатами и зерновыми галетами. В тоже время все эти продукты характеризуются более высоким, по сравнению с исходным зерном, содержанием рибофлавина, что подтверждает их высокую пищевую ценность.
Результаты производственной проверки оформлены в виде протокола сравнительных испытаний и приведены в соответствующем разделе диссертации.
3. ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Свойства зерна пшеницы, соотношение его анатомических частей, а также относительное содержание в зерне эндосперма и клейковины оказывают влияние на качество галет из диспергированной зерновой массы.
- Выделение мелкой фракции зерна или операция шелушения, снижающая относительное содержание в зерне оболочек, позволяет повысить качество зерновых галет. Однако для производства зерновых галет возможно использование зерна содержащего большое количество мелких фракций после его предварительного шелушения.
- Интенсивное шелушение зерна, со снятием более 2% оболочек, приводит к снижению его жизнеспособности в результате повреждения зародыша и частичного оголения эндосперма. По этой причине данную технологическую операцию следует проводить при режимах исключающих повреждение зародыша и эндосперма зерна.
- На начальных этапах замачивания зерна (до 12-ти часов), не зависимо от способа, происходит снижение содержания в нём низкомолекулярных углеводов (декстринов и сахаров) вследствие того, что они расходуются в процессе интенсивного дыхания. В дальнейшем же увлажнение зерна аэробным способом приводит к активации биохимических процессов связанных с его прорастанием. При этом происходит накопление в зерне водорастворимых фракций белка (в 1,44 раза в течение 24 часов), а также сахаров, декстринов, витамина С (аскорбиновой кислоты) и рибофлавина (витамина В2).
- Анаэробный способ не пригоден для использования в целях подготовки ферментированного зерна, так как при отсутствии доступа воздуха к зерновой массе, в условиях высокой влажности, в ней начинается процесс анаэробного дыхания, что приводит к угнетению процессов жизнедеятельности и инактивации ферментного комплекса зерна.
- Длительность процесса ферментации зерна в аэробных условиях, с которым связано состояние углеводного и белкового комплексов, для получения зерновых галет хорошего качества должна составлять не более 24 – 36 часов. Степень увлажнения зерна, от которой зависят физические свойства диспергированной зерновой массы в процессе тепловой обработки полуфабрикатов, при этом, должна быть не ниже 37,5%.
- Диспергирование, осуществляемое в несколько этапов, приводит к увеличению степени измельчения зерна, которое характеризуется снижением содержания в зерновой массе неизмельчённого продукта и описывается степенной функцией. Также диспергирование приводит к росту температуры получаемой диспергированной зерновой массы, которое описывается логарифмической функцией. При этом степень измельчения зерна зависит от массовой доли оболочек, которая связана с его качественными показателями и ботаническими особенностями. Рост температуры получаемой диспергированной зерновой массы зависит от физических свойств зернового сырья и режимов его подготовки к переработке, а именно от степени шелушения зерна, времени его ферментации и конечной влажности.
- Осуществление операции диспергирования на установке ЛЗ-08 должно осуществляться не менее 3-х раз, что позволяет повысить качество зерновых галет, а также зернового хлеба, за счёт увеличения степени измельчения зерна, что выражается в увеличении значений показателей удельного объёма и крошимости.
- Разогрев зерновой массы в процессе диспергирования приводит к необратимым изменениям в белковом комплексе, которое выражается в уменьшении количества сырой клейковины отмываемой из диспергированной зерновой массы и ухудшении её качества. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению качества готовых продуктов, что выражается в снижении показателя удельного объёма хлеба и галет.
- На длительность процесса тепловой обработки полуфабрикатов оказывают влияние влажность сырья и интенсивность ИК-излучения. При этом оптимальными режимами процесса являются воздействие ИК-излучения при плотности потока не менее 17,40 кВт/м2 в течение не более 115 секунд, что позволяет добиться значительной экономии энергии и получить зерновые галеты хорошего качества. Также на качество зерновых галет влияет этап формования полуфабрикатов.
- Тепловая обработка приводит к существенным физическим, биохимическим и микробиологическим изменениям в обрабатываемом полуфабрикате, что выражается в увеличении удельного объёма, крошимости и набухаемости зерновых галет, изменении состава их углеводного, белкового и витаминного комплексов, а также в их стерилизации.
- Хлеб, полученный из диспергированной зерновой массы и хлеб из обойной муки обладают более низкими потребительскими свойствами по сравнению с экструдатами и зерновыми галетами. В тоже время все эти продукты характеризуются более высоким, по сравнению с исходным зерном, содержанием рибофлавина, что подтверждает их высокую пищевую ценность.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Способ получения пищевого продукта из зерновых культур. / Панкратов Г.Н., Бастриков Д.Н.// Патент РФ № 2281004. – 10.08.2006 – Бюл. №22
- Изменение биохимических свойств зерна при замачивании. [Текст] / Бастриков Д.Н.; проф. д.т.н. Панкратов Г.Н. //Хлебопродукты. – 2006. -№8. – С.40-41.
- Хлопья из целого зерна пшеницы. [Текст] / Бастриков Д.Н.; проф. д.т.н. Панкратов Г.Н. // Сборник докладов и статей III Международной конференции «Управление технологическими свойствами зерна». – Москва 2005. – С.60.
- Рациональные режимы производства ДЗМ. [Текст] / Никитина Н.М.; Трушина Е.С.; Бастриков Д.Н. // Сборник докладов и статей III Международной конференции «Управление технологическими свойствами зерна». – Москва 2005. – С.121.
- Технология производства продукта из диспергированной зерновой массы. [Текст] / Бастриков Д.Н.; Панкратов Г.Н. // Тезисы докладов V Международной научной конференции студентов и аспирантов «Управление технологическими свойствами зерна». – Могилёв 2006. – С.85.
- Технология производства продуктов из диспергированной зерновой массы. [Текст] / Бастриков Д.Н.; Панкратов Г.Н. // Сборник докладов IV-ой Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» – Москва 2006 -Часть III – С 67-71.
- Новый продукт из целого зерна пшеницы. [Текст] / Бастриков Д.Н.; проф. д.т.н. Панкратов Г.Н. //Хлебопродукты. – 2006 -№4 – С.36-37
- Галеты (чипсы) с повышенной пищевой ценностью на основе ферментированного зернового сырья и технология их производства//Каталог IV международной конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» – Москва 2006 – С 37
- Технология производства продукта из диспергированной зерновой массы. [Текст] / Бастриков Д.Н.; проф. д.т.н. Панкратов Г.Н. // Сборник докладов IV международной конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» – Москва 2006 - Части III – С 85
- Производство продуктов повышенной пищевой ценности из проращенного зерна пшеницы. [Текст] / Бастриков Д.Н., Панкратов Г.Н..// Материалы третьей международной конференции «Качество зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий», Международная промышленная академия – Москва 2006 – С 137
- Особенности диспергирования зерновой массы. [Текст] / Д. Бастриков, д.т.н. Г. Панкратов. // Хлебопродукты. – 2007.-№3. – С. 52-54.
SUMMARY
The technology of production of the galette from the dispergaited grain mass.
Bastrikov D.N.
The technology of production of the products of the high food value and output from the dispergaited grain mass was crated and the main appropriates of the processes going in this technology were also established.
The connection between the quality of the grain, methods and condition of the processing and the quality of products was shown.
The optimal condition of the preparation of the grain and conducting of the main technological processes were defined.
The patent on the invention of the methods of production of the product on the grain base was taken out.
