Разработка способов улучшения качества пшеничного хлеба на основе биохимической модификации липидов основного и дополнительного сырья

На правах рукописи

Чурилина Надежда Витальевна

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА НА ОСНОВЕ БИОХИМИЧЕСКОЙ

МОДИФИКАЦИИ ЛИПИДОВ ОСНОВНОГО И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

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 – 2006

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 Кочеткова Алла Алексеевна Кандидат технических наук, старший научный сотрудник Дремучева Галина Федоровна
Ведущая организация:		ОАО «Мосхлеб»

Защита состоится «28» декабря 2006 г. в ____ ч. в ауд. ______ на заседании Диссертационного Совета Д 212.148.03 в ГОУ ВПО Московский Государственный университет пищевых производств по адресу:

125080, г. 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 « » ноября 2006г.

Ученый секретарь Диссертационного совета к.т.н., доц.

Подольская М.В.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. Специалисты хлебопекарной отрасли добиваются наибо­лее полного удовлетворения потребности населения в хлебобулочных изделиях широкого ассортимента и стабильно высокого качества.

Исходные свойства сырья, как основного фактора воздействия на технологические системы, в большинстве своем не обладают оптимальными и даже стабильными показателями, поэтому в стратегии развития отрасли на первое место в современных условиях выдвигается проблема корректировки свойств сырья, которая становится ключевым фактором в формировании качества, ассортимента и практически всех технологических систем.

Работами, проведенными у нас в стране и за рубежом, показано, что липиды, содержащиеся в пшеничной муке, принимают активное участие в процессах, происходящих при хранении муки, замесе и брожении теста и при выпечке хлеба. В ходе технологического процесса приготовления хлеба липиды муки активно участвуют в формировании клейковинной структуры в процессе замеса теста; катализируют полимеризацию белков при взаимодействии на липиды перекисей; «смазывают» структурные элементы, что приводит к увеличению объема хлеба и улучшению пористости его мякиша; замедляют клейстеризацию крахмала; участвуют в процессах, происходящих при хранении хлеба.

Содержание липидов в зерне пшеницы колеблется от 2,1 до 3,8% в зависимости от вида, сорта и условий выращивания и на долю свободных липидов в муке приходится 84,5% от их общего количества, а на долю связанных - 15,5%. Пшеничная мука содержит также около 0,4% прочносвязанных липидов. При этом в зерне пшеницы липиды распределены неравномерно: 1 – 2% в эндосперме, 8 – 15% в зародыше, около 6% в оболочке. В пшеничной муке содержится на 0,93% меньше липидов, чем в зерне, из которого она была получена.

Липиды условно делятся на свободные, связанные и прочносвязанные в зависимости от метода их извлечения. Основную часть липидов зерна составляют свободные, которые в свою очередь делятся на полярные (гликолипиды и фосфолипиды) и неполярные (триглицериды, диглицериды, моноглицериды, жирные кислоты, стерины, углеводороды). Второй по значению группой являются связанные липиды (гликолипиды, фосфолипиды).

Содержание фосфолипидов, по данным Тыхеевой Э.Б., Wittcoff H. в зерне пшеницы колеблется от 0,41 до 0,66%, а в пшеничной муке от 0,28 до 0,54%. По данным Нестерина М.Ф. и Скурихина И.М., содержание фосфолипидов в пшеничной муке 1 сорта составляет 0,2%. Иванова Б.И. и Попов А.А. отмечают, что масло из зародышей пшеницы содержит до 7,5% фосфолипидов (это примерно 0,15 – 0,20% от массы зерна).

По мнению Ауэрмана Л.Я., основную часть фосфолипидов зерна и особенно муки составляет лецитин (фосфатидилхолин), значительно меньшую – другие фосфолипиды. По данным Неча­ева А.П., преобладающей фрак­цией фосфолипидов в пшеничной муке являются фосфатидные кислоты.

В настоящее время Mecham D.K., Pomeranz Y., Ficher N., Hosseney R., Daniels N., Пучковой Л.И., Поландовой Р.Д., Дремучевой Г.Ф. показаны эффективные способы повышения эффективности технологического процесса и качества хлебобулочных изделий за счет положительной биохимической трансформации и использования потенциальных возможностей химического состава, физико-химических и функциональных свойств собственных липидов и вносимых жировых продуктов.

В настоящее время одним из механизмов направленного о воздействия на структурные компоненты муки и теста является использование ферментных препаратов, применение которых позволяет модифицировать структурные компоненты муки и теста для требуемой технологической задачи.

Работами ученых Pomeranz Y., Hosseney R., Finney K.F., Ponte I.G., Daniels N. M., Chopra A.K., Chander H., Пащенко Л.П., Дробот В.И., Поландовой Р.Д. Шеламовой Л.П., Жеребцовым Н.А., Соляро Дж., Хочачка П. и др. разработаны теоретические и практические основы использования традиционной липазы, которая расщепляет триацилглицериды с образованием жирных кислот и глицерина, повышает биологическую активность гидролизуемого субстрата, улучшает свойства клейковины теста и качество готовых изделий.

Продукты ферментативной модификации фосфолипазами представляют собой лизоформы, полученные направленным отщеплением, либо фосфолипаза осуществляет гидролиз в фосфорной группе и приводит к образованию диацилглицеринов или фосфатидных кислот. Продукты гидролиза фосфолипидов вступают во взаимодействие с углеводами (моносахаридами и трисахаридами) и белками муки с образованием липопротеидных комплексов, что приводит к изменению свойств теста. Механизм действия фосфолипидов в процессе тестоприготовления еще не совсем ясен. По мнению Pomeranz Y., липиды изменяют клейковинную структуру в процессе замеса теста, катализируют окисление сульфгидрильных групп и полимеризации белков в процессе воздействия на липиды перекиси, увеличивают газоудерживающую способность и действуют как средство против черствения (задерживают перенос воды от белка к крахмалу, тормозят клейстеризацию крахмала).

В связи с этим применение ферментного препарата фосфолипазы создает предпосылки для повышения функциональности собственных фосфолипидов пшеничной муки. Разработка технологии улучшения качества хлеба на основе использования ферментного препарата фосфолипазы, обладающего специфическим воздействием на липиды основного и дополнительного сырья, является актуальной и имеет практическое и научное значение.

1.2. Цель и задачи работы. Целью настоящего исследования явилась разработка технологии повышения качества хлеба путём биохимической модификации фосфолипидов основного и дополнительного сырья.

Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:

• изучение влияния ферментного препарата фосфолипазы и сравнение эффекта его действия с пищевыми эмульгаторами на реологические характеристики теста, количество и свойства клейковины, органолептические и физико-химические показатели качества хлеба из пшеничной муки высшего сорта, сдобных изделий, микроструктуру мякиша, групповой состав липидов;

• сопоставительный анализ влияния совместного внесения ферментного препарата фосфолипазы и различных видов жировых продуктов и совместного внесения различных сочетаний пищевых эмульгаторов и жировых продуктов на реологические свойства теста и органолептические и физико-химические показатели качества хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта;
• исследование возможности повышения эффективности применения различных видов муки с помощью ферментного препарата фосфолипазы;
• изучение влияния совместного применения ферментного препарата фосфолипазы и минеральных солей на реологические свойства теста и качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта;
• изучение влияния ферментного препарата фосфолипазы на реологические свойства теста, свойства клейковины, качество хлеба, приготовленного из пшеничной муки высшего сорта с различными хлебопекарными свойствами;
• разработка рецептур приготовления хлебобулочных изделий из пшеничной муки;
• промышленная апробация рецептурной технологии приготовления хлебобулочных изделий;
• обоснование и теоретические решения применения ферментного препарата фосфолипазы для приготовления хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта;
• расчет основных технико-экономических показателей работы линии по производству батонов из пшеничной муки высшего сорта с добавлением ферментного препарата фосфолипазы.

1.3. Научная новизна. Обоснован механизм технологических решений направленного регулирования качества хлебобулочных изделий с использованием биохимической модификации полярных и неполярных фосфолипидов основного и дополнительного сырья ферментным препаратом фосфолипазы.

Установлено идентичное влияние пищевых эмульгаторов (лактилат натрия, эфиры диацетилвинной кислоты с моно- и диглицеридами, лецитины соевые гидролизованные) и ферментного препарата фосфолипазы на качество хлебобулочных изделий из пшеничной муки. Степень влияния на качество готовых изделий зависит от дозировки фосфолипазы, вида пищевого эмульгатора и способа тестоприготовления, исходных хлебопекарных свойств муки. Обоснован механизм идентичного действия гидролизованных липидов пшеничной муки, образующихся в результате действия фосфолипазы на полярные и неполярные липиды, и пищевых эмульгаторов.

Модификация липидов фосфолипазой приводит к изменению реологических свойств теста, аналогичному воздействию цвитерр-ионных эмульгаторов на полярные и неполярные липиды.

Методом тонкослойной хроматографии показано изменение группового состава липидов в тесте и хлебе из пшеничной муки высшего сорта при внесении ферментного препарата фосфолипазы: увеличение доли полярных липидов по сравнению с контрольной пробой, а при совместном внесении ферментного препарата фосфолипазы и гидролизованного лецитина увеличивалось содержание свободных жирных кислот и восков.

Методом электронного сканирующего микроскопирования мякиша хлеба показано, что применение пищевых добавок (фосфолипазы и пищевых эмульгаторов) идентично изменяет микроструктуру мякиша.

Биохимическая модификация полярных и неполярных фосфолипидов ферментным препаратом фосфолипазы способствует улучшению качества хлеба при переработке муки с различными хлебопекарными свойствами за счет преобразования липидов в лизоформу, обладающей поверхностно-активными свойствами, что является основой для разработки технологических решений применения фосфолипазы.

Установлен синергетический эффект от совместного использования ферментных препаратов, обладающих пентозаназной, липолитической активностью и ферментного препарата, представляющего собой смесь, грибной -амилазы и ксиланазы, за счет комплексного воздействия на структурные компоненты теста, увеличение содержания сбраживаемых сахаров, низкомолекулярных азотистых веществ.

Показано увеличение технологического эффекта при совместном использовании ферментного препарата фосфолипазы и минеральных солей (при внесении сульфата аммония и хлорида кальция совместно с ферментным препаратом фосфолипазы наблюдался максимальный эффект улучшения качества хлеба из пшеничной муки).

Научно обосновано технологическое решение применения ферментного препарата фосфолипазы в смеси с различными видами муки (гречневая, овсяная, кукурузная), обладающих большим содержанием липидов, сахаров, гемицеллюлозы, т.е. субстрата для действия фермента, чем пшеничная мука.

1.4. Практическая значимость. Разработана технология улучшения качества хлеба из пшеничной муки высшего сорта с помощью ферментного препарата фосфолипазы.

Проведённые исследования показали возможность полной замены пищевых эмульгаторов ферментным препаратом фосфолипазы при приготовлении хлебобулочных изделий.

Установленная возможность применения фосфолипазы для приготовления хлебобулочных изделий при переработке муки с различными хлебопекарными свойствами, совместно с нетрадиционными видами муки и минеральными солями позволяет получать изделия стабильного качества.

Проведена промышленная апробация батона «Весенний» из пшеничной муки высшего сорта массой 0,4 кг с ферментным препаратом фосфолипазы (ОАО «Наро-Фоминский хлебокомбинат», Московская обл.).

Разработана и утверждена «Технологическая инструкция по применению ферментного препарата фосфолипазы Липопан Ф БГ при производстве хлебобулочных изделий» ( МГУПП, г. Москва, 2006 г.).

1.5. Апробация работы. Результаты работы были представлены на научно-технической конференции «Проблемы пищевой инженерии и ресурсосбережения в современных условиях» (г. Санкт-Петербург, 5-10 ноября 2004 г.), научно-практической конференции, посвященной 75-летию кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств» МГУПП и 100-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники РФ, д.т.н., проф. Л.Я. Ауэрмана (г.Москва 29 марта 2005г.), IV Международной выставке-конференции «Технологии и продукты здорового питания» (г. Москва, 2-7 июня 2006 г.).

1.6. Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ.

1.7. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 254 страницах машинописного текста, содержит 72 таблицы, 30 рисунков и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Список литературы включает 188 источников российских и зарубежных авторефератов.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы обобщены и систематизированы сведения, связанные с изучением влияния фосфолипидов пшеничной муки на свойства теста и качество хлеба; представлены научно-технические сведения о роли ферментных препаратов при формировании качества хлеба из пшеничной муки. Подробно описаны данные о строении, химических свойствах и физиологическом действии фосфолипидов.

На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводили в лабораториях кафедр «Технологии хлебопекарного и макаронного производств» ГОУ ВПО «Московский Государственный университет пищевых производств», НИИ переработки пластмасс и лаборатории физико-химических исследований НИИ по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я. В. Самойлова, лаборатории ГУ НИИ питания РАМН. Производственные испытания осуществляли в условиях ОАО «Наро-Фоминский хлебокомбинат» (Московская обл.)

3.1. Объекты и методы исследования.

В данном разделе приведены описания следующих методов исследования: определение качества хлеба и булочных изделий методом комплексной оценки, изучение реологических свойств теста, изучение действия ферментного препарата фосфолипазы на микроструктуру мякиша хлеба, жирнокислотный состав липидов.

При проведении исследований использовали 12 проб товарной пшеничной муки высшего сорта, выработанной ОАО «Сокольники» (г. Москва). Показатели качества используемых проб пшеничной муки высшего сорта варьировались в широких интервалах.

В исследовательской работе использовали жировые продукты: маргарин молочный с содержанием жира 82% (ОАО «Московский жировой комбинат», г. Москва); сливочное масло несоленое высшего сорта с содержанием жира 82,5% (ОАО «Останкинский молочный комбинат», г. Москва); масло подсолнечное рафинированное дезодорированное «Идеал» (фирма «Malinos», Аргентина); масло кукурузное натуральное рафинированное дезодорированное «Мое любимое» (Германия, упакованное ЗАО «Медиум» г. Пушкино).

В качестве пищевых эмульгаторов применяли лактилат натрия, натрийстелат, моноглицериды дистиллированные лимоннокислые с лецитином (производитель – ОАО «Нижегородский масложировой комбинат», г. Нижний Новгород); лецитин (производитель – фирма"Мослецитин"); эфиры диацетилвинной кислоты с моно- и диглицеридами, стеароиллактат натрия (фирма «Kerry Bio Science»).

В работе использовали ферментные препараты фосфолипазы Липопан Ф БГ; ксиланазы Пентопан 500 БГ; Фунгамил Супер МА, представляющий собой смесь грибной -амилазы и ксиланазы; протеазы Нейтраза 1,5 МГ (производитель – компания «Novozymes», Дания). Применяли комплексный хлебопекарный улучшитель БиоРос-Классик (производитель - ЗАО «Дока-Биомикс», г.Тольятти);

Использовали пищевые добавки - лецитины соевые гидролизованные: Штернфил Е-40, Штернфил Е-60, Штернфил Е-80, пищевая добавка – эмульгатор Штернцитин Ф-10, предоставлены фирмой «Central Soya European Lecithins GmbH & Co. KG», Германия.

При проведении исследований применяли следующие продукты мукомольно – крупяного производства: хлопья овсяные (производитель – фирма «Геркулес», г. Клин), крупка кукурузная (производитель – фирма ООО «Скайфуд», Россия), мука гречневая (производитель – фирма ООО «Бакалейщик», Россия); мультизерновые премиксы: «Vilgakas» (производитель – фирма «Qululaisen Mylly», Финляндия), «Oat bread concentrate» и «Majsan concentrate» (производитель – фирма «Norlander Food AB», Швеция).

В качестве минеральных солей применяли ортофосфат кальция трехзамещенный (производитель - ЗАО «Химстар», г.Москва), дигидрофосфат натрия, сульфат магния, сульфат аммония, хлорид кальция (производитель – фирма «Диаэм», г. Москва).

Влажность муки определяли по ГОСТ 9404-88, кислотность муки определяли по ГОСТ 27498-87, количество сырой клейковины определяли стандартным способом по ГОСТ 26839 – 88. Реологические свойства клейковины оценивали по ее способности оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия (Н деф.ИДК) на приборе ИДК – 1М и определяли согласно методике, приведенной в практикуме. Реологические свойства теста оценивали по показателям упругой и пластической деформации на структурометре СТ-1 (МГУПП, НПФ "Радиус").

Хлебобулочные изделия анализировали через 14-16 ч после выпечки по физико– химическим показателям: удельному объему, пористости, общей, упругой и пластичной деформации; по органолептическим показателям: внешнему виду (правильность формы, окраска корки, состояние поверхности), состоянию мякиша (вкус, аромат, цвет, структура пористости). Очерёдность оценки отдельных показателей качества отвечала естественной последовательности органолептической оценки: сначала определяли качественные показатели, оцениваемые зрительно (форму, внешний вид, цвет и т. д.), затем запах, консистенцию, вкус и разжёвываемость. Влажность мякиша определяли стандартным методом по ГОСТ 21094-75. Пористость мякиша измеряли стандартным методом с использованием пробника Журавлёва по ГОСТ 5669-99. Удельный объём хлебобулочных изделий оценивали общепринятым методом. Реологические свойства мякиша хлеба определяли на приборе структурометр СТ-1 (МГУПП, НПФ "Радиус").

Для изучения микроструктуры мякиша хлеба использовали сканирующий электронный микроскоп (Scanning electron microscope «Hitachi S-570» (Япония)).

Для изучения влияния ферментного препарата фосфолипазы и пищевых эмульгаторов на групповой состав липидов теста и готового хлеба применяли метод тонкослойной хроматографии.

10

Рис. 1. Структурная схема проведения исследований.

2. Результаты исследования и их анализ.

Ниже приведены результаты исследования и их анализ.

3.2.1. Теоретические предпосылки использования ферментного препарата фосфолипазы при приготовлении хлеба из пшеничной муки. Липиды, содержащиеся в муке, принимают активное участие в процессах, происходящих при хранении муки, замесе и брожении теста и при выпечке хлеба. В ходе технологического процесса приготовления хлеба липиды пшеничной муки активно участвуют в формировании клейковинной структуры в процессе замеса теста; катализируют полимеризацию белков при взаимодействии на липиды перекисей; «смазывают» структурные элементы, что приводит к увеличению объема хлеба и улучшению пористости его мякиша; замедляют клейстеризацию крахмала; участвуют в процессах, происходящих при хранении хлеба.

На рис.1 показаны модели взаимодействия между липидами и белками муки. Так, Hess K. (рис. 1а) предположил, что фосфолипиды играют определенную роль в формировании структуры клейковины, образуя прослойки между белковыми волокнами.

Traub W., на основании рентгенографического исследования сухой и сырой клейковины, пришел к заключению, что клейковина состоит из белковых волокон, связанных между собой слоями фосфолипидов, молекулы которых расположены перпендикулярно белковым волокнам. Как полагает Traub W., взаимодействие между пластинками белков и лепестками фосфолипидов осуществляется за счет образования мостиков солевого типа между кислотными группами фосфолипидов и основными группами белков клейковинного комплекса. Модель предусматривает возможность скольжения структурных элементов клейковины при внешней деформации вдоль бислоя фосфолипидов без нарушения структуры белков (рис. 1б).

Более поздняя модель, предложенная Hoseney R.C., предусматривает участие гликолипидов в структуре клейковины. По мнению авторов, в нефракционированной клейковине молекулы дигалактозилдиацилглицерина и моногалактозилдиацилглицерина связаны с белками глиадина гидрофильными связями за счет гидрофобного взаимодействия. Одновременное связывание полярных липидов с составными частями клейковины (глиадином и глютенином), способствует их «цементированию», усиливая газоудерживающую способность теста (рис. 1в).

При производстве хлеба для повышения его качества целесообразно создавать условия, способствующие и ускоряющие переход собственных липидов и вносимых жировых продуктов в связанное с компонентами муки состояние.

К числу таких факторов относится способ и режим тестоприготовления, вид и состав жирового продукта, способ внесения жира в тесто и др. Можно направленно увеличить содержание в тесте и хлебе связанных липидных форм путем введения пищевых эмульгаторов и ферментных препаратов в тесто. Взаимодействие пищевых эмульгаторов с крахмалом муки приводит к формированию оптимальной структуры мякиша хлеба, тонкостенной равномерной пористости готовых изделий. В результате образования дополнительных ламинарных структур белковых прослоек за счет внесения пищевых эмульгаторов, увеличивается газоудерживающая способность, стабильность теста, его устойчивость к деформации. Пучковой Л.И., Pomeranz Y. и др. показано, что эмульгаторы обладают способностью вступать во взаимодействие с клейковинными белками, крахмальной фракцией муки, а также с жировыми компонентами с образованием сложных комплексных соединений, что обусловливает их важную функциональную роль при равномерном распределении жира в тесте, улучшению свойств теста и качества готовых изделий.

в) комплекс глиадин – гликолипид - глютенин

Рис. 1 Модели взаимодействия между липидами и белками муки.

Эффективной группой добавок, обладающей многофункциональными свойствами, являются ферментные препараты, применение которых позволяет модифицировать структурные компоненты муки и теста в требуемом для технолога направлении.

Работами Johnston A.E., Пащенко Л.П., Дробот В.И., Поландовой Р.Д. и др. разработаны теоретические и практические основы использования традиционной липазы, которая расщепляет триацилглицерины с образованием жирных кислот, глицерина, повышает биологическую активность гидролизуемого субстрата, улучшает свойства клейковины теста и качество готовых изделий.

Применение ферментного препарата фосфолипазы увеличивает возможность использования собственных липидов в муке. Фосфолипаза катализирует биохимические реакции в превращениях фосфолипидов. Продукты ферментативной модификации фосфолипазами представляют собой лизоформы, полученные направленным отщеплением, либо фосфолипаза осуществляет гидролиз в фосфорной группе и приводит к образованию диацилглицеринов или фосфатидных кислот. Продукты гидролиза фосфолипидов вступают во взаимодействие с углеводами (моносахаридами и трисахаридами) и белками муки с образованием липопротеиновых комплексов, что приводит к изменению свойств теста.

Рис. 2. Модификация полярных липидов муки.

Ферментативная модификация фосфолипидов осуществляется под действием липолитических ферментов – фосфолипаз (рис.3). Анализируя принципиальную схему воздействия фосфолипаз на фосфолипиды пшеничной муки, можно отметить, что фосфолипаза А1 гидролизует эфирную связь в соположении молекул различных классов фосфопипидов; фосфолипаза А2 гидролизует эфирную связь в -положении молекулы фосфолипида; фосфолипазы С гидролизуют эфирную связь между диацилглицерином и замещенной фосфорной кислотой; фосфолипаза D гидролизует эфирную связь между фосфатной группой и спиртом.

Рис.3. Принципиальная схема воздействия фосфолипаз на фосфолипиды пшеничной муки.

Ферментный препарат фосфолипазы катализирует биохимические реакции в превращениях фосфолипидов. Продукты ферментативной модификации фосфолипазами А представляют собой лизоформы (лизофосфотидилхолин, лизофосфотидилэтаноламин и т.д.), полученные направленным отщеплением ацила высших кислот из - или - положения фосфолипидов. Продукты гидролиза фосфолипидов по строению являются идентичными пищевым эмульгаторам, а также могут вступать во взаимодействие с углеводами (моносахаридами и трисахаридами) и белками муки с образованием липопротеидных комплексов, что создает предпосылки для разработки технологии повышения качества хлебобулочных изделий на основе целенаправленной биохимической модификации полярных и неполярных фосфолипидов за счет применения ферментного препарата фосфолипазы.

3.2.2. Применение ферментного препарата фосфолипазы в качестве заменителя пищевых эмульгаторов. Проводили сравнительный анализ влияния фосфолипазы и пищевых эмульгаторов (лактилат натрия, натрийстелат, эфир диацетилвинной кислоты с моно- и диглицеридами, стеароиллактат натрия, лецитин, соевые гидролизованные лецитины) на показатели свойства теста и качества хлеба из пшеничной муки высшего сорта, изменение жирнокислотного состава липидов теста и хлеба, микроструктуры теста и мякиша хлеба.

При использовании пищевых эмульгаторов и фосфолипазы наблюдалось увеличение удельного объёма хлеба из пшеничной муки высшего сорта, приготовленного различными способами (опарный, безопарный, ускоренный), пористость становилась более равномерной и тонкостенной, по сравнению с контрольными пробами, приготовленными без пищевых добавок. Полученные результаты показали, что наибольшее улучшающее влияние на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта пищевые эмульгаторы и ферментный препарат фосфолипазы оказывали при безопарном способе тестоприготовления. При приготовлении теста опарным способом влияние исследуемых добавок наблюдалось в наименьшей степени.

В зависимости от способа тестоприготовления наилучшее качество хлеба достигалось при внесении разных дозировок ферментного препарата фосфолипазы: безопарном способе - 0,003% от массы муки; опарном способе – 0,0005% от массы муки; ускоренном способе – 0,001% от массы муки.

Проведённые исследования реологических свойств теста позволяют сделать предположение о том, что внесение пищевых эмульгаторов и фосфолипазы оказывало положительное влияние на свойства теста из пшеничной муки, вследствие снижения сопротивления деформации сжатия и усилия погружения и увеличении пластичных свойств.

Внесение в тесто жировых продуктов (подсолнечного, кукурузного и сливочного масла, маргарина столового) и пищевых эмульгаторов (лактилата натрия, МГСДВ) и ферментного препарата фосфолипазы приводило к увеличению удельного объёма хлеба на 4-29% по сравнению с контрольными пробами. Наилучшее качество хлеба наблюдалось при внесении 0,003% от массы муки фосфолипазы совместно с маргарином столовым (3% от массы муки) и 0,005% от массы муки фосфолипазы совместно с подсолнечным маслом (3% от массы муки). Пищевые эмульгаторы МГСДВ и лактилат натрия и фосфолипаза положительно и идентично влияли на изменение реологических свойств теста из пшеничной муки высшего сорта и его фаринографических характеристик, которое происходило в направлении уменьшения упругости и увеличении эластичности.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что влияние фосфолипазы на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта с 3% жировых продуктов и его оптимальная дозировка зависели от вида жирового продукта. Влияние вида жирового продукта на качество хлеба с добавлением фосфолипазы может быть объяснено разным химическим составом растительных и животных жиров, а также наличием в маргарине пищевых эмульгаторов.

Методом электронного сканирующего микроскопирования мякиша хлеба показано, что применение пищевых добавок (фосфолипазы и пищевых эмульгаторов) идентично изменяли микроструктуру мякиша. Пищевые эмульгаторы образуют тонкий мономолекулярный липидный слой между газовыми пузырьками и твердой фазой пшеничного теста. Эта пленка позволяет задерживать сливание мелких пузырьков в крупные пузырьки, что обеспечивает равномерную, однородную, мелкую пористость, образование тонких межпоровых стенок. Контрольная проба теста имела более плотную непрерывную массу белка, с едва выступающими зернами крахмала, наблюдалось меньшее количество крахмальных зерен. Внесение ферментного препарата фосфолипазы и лактилата натрия приводило к более развитой клейковинной пленке.

На рис. 4, 5 видно, что плотная, более кристалличная микроструктура межпоровых стенок при внесении лактилата натрия и фосфолипазы становилась более аморфной, разрыхленной. Возможно пищевые эмульгаторы образовывали тонкий мономолекулярный липидный слой вокруг газовых пузырьков, который позволяет задерживать сливание газа в крупные пузырьки, что обеспечивает равномерную, однородную, мелкую пористость, образование тонких межпоровых стенок.

В тесте пищевые эмульгаторы способствуют образованию более развитой клейковинной сетке за счет адсорбирования в виде тонких пленок (вплоть до мономолекулярных слоев) на поверхности зерне крахмала, происходит «экранирование» части поверхности зерен крахмала, что уменьшает соприкосновение зерен крахмала с водной фазой. Результатом этого может быть и уменьшение набухания зерен крахмала, и снижение сцепления их с клейковинным каркасом и вероятность агрегации смежных зерен набухшего крахмала в процессе выпечки, что позволяет получить хлеб с более равномерной и тонкостенной пористостью.

Для анализа эффективности метода гидролиза фосфолипидов провели сравнительный анализ влияния соевых гидролизованных лецитинов и ферментного препарата фосфолипазы на качество готовых изделий Внесение соевых лецитинов Штренцитина Ф-10, Штернфила Е-40, Штернфила Е-60, Штернфила Е-80 приводило к увеличению удельного объёма на 6-10% по сравнению с контрольной пробой. При совместном внесении ферментного препарата фосфолипазы и Штернцитина Ф-10 удельный объём хлеба возрастал на 14-18% по сравнению с контрольной пробой без добавок и увеличивался на 6-9% по отношению к пробам с Штернцитином Ф-10. При использовании Штернцитина Ф-10, как монодобавки удельный объём возрастал только на 6%. По-видимому, наблюдался эффект синергизма, при котором комплексное использование лецитина и ферментного препарата фосфолипазы усиливает действие каждого отдельного компонента. По нашему мнению, совместное внесение эмульгаторов с меньшей степенью гидролизации и ферментного препарата фосфолипазы является альтернативой применения гидролизованных эмульгаторов, вследствие обеспечения аналогичных им функциональных свойств при приготовлении хлеба из пшеничной муки. Фермент при гидролизе лецитина отщепляет жирную кислоту, находящуюся в среднем положении и, следовательно, регулирует гидрофильно-липофильные свойства лецитина, что приводит к изменению структуры лецитина от диглицеридной до моноглицеридной основы, структура становится более похожей на другие эмульгаторы, используемые в хлебопекарном производстве.

Лецитин, и особенно лизолецитин, приводили к получению большего объема при расстойке и формированию равномерной пористости мякиша хлеба.

Модификация липидов фосфолипазой приводила к изменению реологических свойств теста, идентичному воздействию цвитерр-ионных поверхностно-активных веществ на полярные и неполярные липиды.

Методом тонкослойной хроматографии показано изменение группового состава липидов в тесте и хлебе из пшеничной муки высшего сорта при внесении ферментного препарата фосфолипазы: увеличение доли полярных липидов по сравнению с контрольной пробой, а при совместном внесении ферментного препарата фосфолипазы и гидролизованного лецитина увеличивалось содержание свободных жирных кислот и восков.

Добавление пищевых эмульгаторов (Штернфил Е-60 в количестве 1,11% от массы муки и Штернцитин Ф -10 в количестве 1,0% от массы муки) в тесто приводило к увеличению доли полярных липидов по сравнению с контрольной пробой. При совместном внесении ферментного препарата фосфолипазы и Штернцитина Ф -10 увеличивалось содержание свободных жирных кислот и восков, что обусловливается дополнительным гидролизом полярных липидов и триглицеридов, а переэтерефикация триглицеридов этиловым спиртом приводила к увеличению содержания восков (табл. 2, 3).

3.2.3. Применение ферментного препарата фосфолипазы для корректировки хлебопекарных свойств муки. Одним из основных хлебопекарных свойств муки является сила муки, обусловливающая реологические свойства теста. Известное влияние на показатель «сила муки» оказывают и содержащиеся в муке липиды – жиры, богатые ненасыщенными жирными кислотами, фосфатиды, липопротеиды и гликолипиды.

Было изучено влияние продуктов модификации липидов фосфолипазой на содержание и свойства клейковины, реологические свойства теста, качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта с различными хлебопекарными свойствами. В результате исследований была установлена возможность применения ферментного препарата фосфолипазы для корректировки свойств клейковины и теста, качества хлебобулочных изделий. Внесение фосфолипазы оказывало влияние на свойства клейковины: наблюдалось укрепление клейковины, увеличение её гидратационной способности, уменьшение содержания сухой клейковины в различных пробах муки. Наилучшие свойства клейковины наблюдались при внесении ферментного препарата фосфолипазы в количестве 0,005% от массы муки для пшеничной муки высшего сорта, соответствующей по качеству требованиям ГОСТ Р 52189-2003 (с показателем Нидкдеф 70, 90, 110 ед.приб.). Для пшеничной муки высшего сорта с клейковиной удовлетворительно крепкой по качеству (Нидкдеф =45 ед.приб.) оптимальной явилась проба муки без внесения ферментного препарата фосфолипазы.

Установлено положительное влияние ферментного препарата фосфолипазы на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта с различными хлебопекарными свойствами. Степень влияния фосфолипазы зависела от качества муки и дозировки ферментного препарата. Наилучшее качество хлеба достигалось при применении фосфолипазы в количестве 0,001 % от массы муки (с клейковиной Нидкдеф =70 ед.пр.), 0,003% от массы муки (с клейковиной Нидкдеф =90 ед.пр.), 0,0008% от массы муки (с клейковиной Нидкдеф =115 ед.пр.), 0,0005% от массы муки (с пониженным содержанием клейковины удовлетворительно крепкой по качеству (Нидкдеф =45 ед.пр.)).

Рис. 4. Влияние фосфолипазы и лактилата натрия на микроструктуру теста из пшеничной муки в/с (а – контроль; б- проба с лактилатом натрия; в – проба с ферментным препаратом фосфолипазы)

Рис. 5. Влияние фосфолипазы и лактилата натрия на микроструктуру теста из пшеничной муки в/с (а – контроль; б- проба с лактилатом натрия; в – проба с ферментным препаратом фосфолипазы)

Таблица 2

Влияние ферментного препарата фосфолипазы на групповой состав

липидов хлеба из пшеничной муки высшего сорта

Объект исследования	Содержание фракций липидов, %
	полярные липиды		моноглицери-ды			Стерины			свободные жирные кислоты		Триацилглице-рины		воски		эфиры стеринов
Мука	1,5	4,4	1,2	2,1	4,1		2,3	16,9		15,2	74,6	71,5	-	-	1,7	3,2
	3,0		1,7		3,2			16,0			73,8		-		2,5
Тесто после замеса
Контроль	2,3	7,8	0,6	6,6	7,1		4,5	32,0		28,1	52,0	52,8	-	-	2,6	1,2
	5,0		3,6		6,1			30,0			52,0		-		2,4
Проба с фосфолипазой	5,0	6,8	0,5	3,6	6,2		5,3	40,3		47,7	48,4	35,5	-	-	2,3	0,1
	5,9		2,0		5,8			44,0			42,0		-		1,2
Тесто в конце брожения
Контроль	3,0	3,9	0,4	1,7	5,6		2,7	19,8		13,6	67,0	73,6	0,2	-	4,8	2,8
	3,4		1,0		4,2			16,7			70,2		0,1		3,8
Проба с фосфолипазой	2,2	5,6	0,8	1,1	4,2		1,8	22,9		24,0	57,3	64,8	6,4	1,5	5,4	2,9
	3,9		0,8		3,0			23,5			61,1		3,9		4,2
Тесто в конце расстойки
Контроль	2,9	3,6	1,0	0,7	4,1		3,1	16,9		18,8	65,6	64,1	1,6	2,1	6,6	7,0
	3,3		0,8		3,6			17,8			64,9		1,9		6,8
Проба с фосфолипазой	4,2	4,2	0,9	1,0	2,6		3,5	23,7		20,4	62,6	59,3	3,6	6,6	3,7	5,6
	4,2		0,9		3,1			22,1			60,8		5,1		4,7
Готовая продукция
Контроль	3,0	1,2	0,7	1,7	1,9		2,8	9,4		10,2	80,7	78,0	-	-	3,5	5,6
	2,1		1,2		2,4			9,8			79,2		-		4,6
Проба с фосфолипазой	3,8	1,7	0,7	0,3	2,1		3,2	11,6		15,0	78,6	78,8	0,5	-	3,5	1,5
	2,8				2,7			13,3			78,6		0,3		2,5

19

Таблица 3

Влияние пищевых эмульгаторов и фосфолипазы на групповой состав

липидов хлеба из пшеничной муки высшего сорта

Объект исследования	Содержание фракций липидов, %
	полярные липиды		моноглицериды		диглицериды		стерины		свободные жирные кислоты		Триацилгли-церины		воски		эфиры стеринов
Контроль без пищевых добавок	3,23	5,23	0,3	0,39	0,63	1,52	0,97	0,77	8,17	7,15	82,77	80,09	0,61	0,85	3,32	4,0
	4,23		0,35		1,08		0,87		7,66		81,43		0,73		3,65
Проба с добавлением Штернцитина Ф-10	7,87	3,37	0,44	3,37	1,77	0,25	3,05	1,46	7,21	3,93	76,47	86,76	1,05	0,22	2,14	0,64
	5,62		1,9		1,0		2,26		5,57		81,62		0,64		1,39
Проба с добавлением Штернфила Е – 60	5,34	9,67	0,29	0,43	0,6	1,55	1,98	2,06	9,36	10,72	80,54	73,65	0,69	0,82	1,2	1,1
	7,5		0,65		1,08		2,02		10,04		77,09		0,76		1,15
Проба с добавлением Штернцитина Ф-10 и фосфолипазы	2,95	2,12	0,34	0,32	0,7	0,46	1,14	0,71	14,77	10,62	71,3	77,5	6,2	5,67	2,6	2,6
	2,54		0,32		0,58		0,93		12,69		74,4		5,94		2,6

20

Показана возможность использования ферментного препарата фосфолипазы для создания мультэнзимных композиций. Анализ оптимальных дозировок по обеспечению наилучших органолептических и физико-химических показателей качества хлеба позволил определить композиционный состав мультэнзимной смеси: фосфолипаза : ксиланаза в соотношении 1:1 и дозировке 0,0145% от массы муки; фосфолипаза : -амилаза+ксиланаза в соотношении 1:1 и дозировке 0,0065% от массы муки.

3.2.4. Влияние ферментного препарата фосфолипазы и минеральных солей на свойства теста и качество хлеба из пшеничной муки. Минеральные соли, в состав которых входят металлы, принимающие участие в каталитическом действии многих одно- и двухкомпонентных ферментов, способны активировать или стабилизировать ферменты. Например, кальций стабилизирует вторичную и третичную структуру молекулы - амилазы, обеспечивая таким образом ее каталитическую активность и одновременно предохраняя фермент от действия протеолитических ферментов; магний стимулирует действие практически всех важнейших ферментов дрожжевой клетки, в том числе аденозинфосфорных кислот.

Предположительно, продукты ферментативной модификации фосфолипазами А способны взаимодействовать с ионами металлов и ионом аммония, которые входят в состав минеральных солей. Образующиеся при этом комплексы оказывают влияние на свойства теста и качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта. Совместное использование ферментного препарата фосфолипазы и минеральных солей предопределяет направление увеличения его эффективности.

Установлено, что внесение минеральных солей (сульфата магния, хлорида кальция, дигидрофосфата натрия, сульфата аммония, ортофосфата кальция трехзамещенного) обогащало полуфабрикат минеральными веществами, что приводило к повышению бродильной активности дрожжевой клетки в процессе брожения и в конечном итоге оказывало влияние на качество готового хлеба: увеличивался удельный объем и величина пористости мякиша хлеба; формоустойчивость подовых изделий; улучшались реологические свойства мякиша хлеба.

Добавление ферментного препарата фосфолипазы и минеральных солей приводило к улучшению качества готовых изделий в большей степени по отношению к пробам с минеральными солями. Внесение фосфолипазы при приготовлении хлеба с дигидрофосфатом натрия, хлоридом кальция и сульфатом аммония не оказывало существенного влияния на качество хлеба по сравнению с пробами с минеральными солями. Это создает основания предположить, что в присутствии ионов металлов (магния, кальция, натрия) ферментный препарат фосфолипазы усиливало свою активность. Так, фосфолипаза взаимодействует с ионами металлов, что приводило к увеличению активности фермента, тем самым улучшая качество готового хлеба.

Наилучшее качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта достигалось при совместном использовании ферментного препарата фосфолипазы в количестве 0,001% от массы муки и минеральных солей:

- сульфата магния в количестве 0,003% от массы муки;

- хлорида кальция – 0,03% от массы от муки;

- дигидрофосфат натрия – 0,001% от массы муки;

- сульфат аммония – 0,09% от массы муки;

- ортофосфата кальция трехзамещенного – 0,05% от массы муки.

При совместном внесение минеральных солей и ферментного препарата фосфолипазы наблюдалось снижение пластичных свойств теста и упругих свойств, кроме пробы с ортофосфатом кальция трёхзамещённого. В процессе брожения наблюдалось улучшение пластичных свойств теста проб теста, приготовленными с совместным использованием фосфолипазы и сульфата магния, дигидрофосфата натрия и ортофосфата кальция трёхзамещённого и незначительное укрепление при совместном внесении ферментного препарата и хлорида кальция и сульфата аммония.

3.2.5. Повышение эффективности применения нетрадиционных видов муки с помощью ферментного препарата фосфолипазы. Одними из видов натурального сырья, богатых минеральными веществами, являются продукты мукомольно – крупяного производства (рисовая, овсяная, гречневая, гороховая и другие виды муки), которые способствуют улучшению баланса микро- и макроэлементов, аминокислот, витаминов, ферментов, углеводов, жиров, что положительно влияет на здоровье человека. Эти культуры являются широко распространенными на территории РФ и позволяют снизить дефицит пшеницы для производства хлеба, а также способствуют расширению ассортимента хлебобулочных изделий. Однако применение этого сырья ограничено, поскольку внесение этих культур оказывает отрицательное влияние на ряд показателей качества хлебобулочных изделий.

Установлено, что включение различных видов муки (гречневая, кукурузная, овсяная в количестве 5 и 7% от массы пшеничной муки высшего сорта) в рецептуру хлебобулочных изделий снижало качество хлеба: уменьшался удельный объем и величина пористости мякиша хлеба; ухудшались реологические свойства мякиша хлеба.

Совместное внесение гречневой, кукурузной, овсяной мук, которые богаты фосфолипидами (в зерне кукурузы содержится 0,80 – 1,20% фосфолипидов, в зерне гречихи – 0,78 – 1,11%, в зерне овса – 0,21 – 0,51% от общего количества липидов) и ферментного препарата фосфолипазы способствовало получению стабильно высокого качества хлебобулочных изделий широкого ассортимента за счёт гидролиза фосфолипазой эфирной связи в - или - положении молекул различных классов фосфолипидов: увеличивался удельный объем на 10-12%, улучшались реологические свойства мякиша хлеба.

Наилучшее качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта, приготовленного с добавлением нетрадиционных видов муки, достигалось при использовании ферментного препарата фосфолипазы в количестве 0,003% от массы муки и нетрадиционных видов муки:

- гречневой муки в количестве 5 % от массы муки;

- кукурузной муки– 7 % от массы муки;

- овсяной муки – 7 % от массы муки.

На основании полученных результатов определены технологические и функциональные свойства ферментного препарата фосфолипазы, установлены его оптимальные дозировки, обеспечивающие максимальную эффективность, разработаны технологии применения ферментного препарата фосфолипазы для широкого ассортимента хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта.

3.2.6. Технологические решения применения ферментного препарата фосфолипазы для приготовления хлебобулочных изделий из пшеничной муки. На основании проведенных исследований показали возможность использования ферментного препарата фосфолипазы в качестве хлебопекарного улучшителя, обладающего липолитической ферментативной активностью. Внесение фосфолипазы улучшало стабильность теста, снижало его липкость, увеличивало объем хлеба, придавало изделиям однородную тонкостенную пористость, улучшению их вкуса и аромата.

Эффективность действия ферментного препарата зависела от выбора оптимального количества, способа внесения, хлебопекарных свойств муки (количество и качество клейковины, газообразующая способность), вида изделий, способа приготовления теста и других технологических факторов.

Установлена и обоснована возможность замены пищевых эмульгаторов лактилата натрия, стеароиллактата натрия ферментным препаратом фосфолипазы.

При добавлении ферментного препарата фосфолипазы наблюдался аналогичный эффект, что даёт возможность предположить, что фосфолипаза, действуя на полярные и неполярные липиды, образует продукты гидролиза, которые обладают поверхностно-активными свойствами и взаимодействуют со структурными компонентами теста аналогично пищевым эмульгаторам, что способствует улучшению реологических свойств теста и физико-химических показателей качества хлебобулочных изделий.

Установлена характерная особенность применения ферментного препарата фосфолипазы, заключающаяся в идентичном изменении жирнокислотного состава липидов теста и хлеба из пшеничной муки по сравнению с пищевыми эмульгаторами. При совместном внесении ферментного препарата фосфолипазы и лецитина с низкой степенью гидролиза (10) увеличивалось содержание свободных жирных кислот и восков, что обусловливается дополнительным гидролизом полярных липидов и триглицеридов, а переэтерефикация триглицеридов этиловым спиртом приводила к увеличению содержания восков.

Внесение ферментного препарата фосфолипазы приводило к положительному изменению микроструктуры клейковины и мякиша хлеба.

Установлено, что ферментный препарат фосфолипазы проявлял высокую активность при переработке муки со слабой клейковиной, в том числе при нестабильном качестве хлебопекарной муки. Наблюдалось укрепление клейковины, увеличение её гидратационной способности, уменьшение содержания сухой клейковины. Лизоформы, полученные в результате ферментативной модификации фосфолипазами (направленное отщепление или гидролиз в фосфорной группе) фосфолипидов, вступают во взаимодействие с углеводами (моносахаридами и трисахаридами) и белками муки с образованием липопротеиновых комплексов, что приводило к изменению свойств теста. Фосфолипиды вступали во взаимодействие с аминогруппами белка клейковины, вызывая комформационные изменения белковой молекулы, приводящей к более «плотной» ее упаковке, укрепляя клейковину, повышая ее упругость и эластичность.

Показана возможность использования ферментного препарата фосфолипазы для создания мультэнзимных композиций. При составлении мультэнзимных композиций различных ферментных препаратов целесообразно готовить смеси при следующих соотношениях:

фосфолипаза : ксиланаза

в соотношении 1:1 и дозировке 0,0145% от массы муки;

фосфолипаза : -амилаза+ксиланаза

в соотношении 1:1 и дозировке 0,0065% от массы муки.

Проведенные исследования показали возможность совместного добавления ферментного препарата фосфолипазы и минеральных солей ортофосфата кальция трехзамещенного, дигидрофосфата натрия, сульфата магния; сульфата аммония, хлорида кальция, что приводило к улучшению качества готовых изделий из пшеничной муки высшего сорта в большей степени по отношению к хлебобулочным изделиям с минеральными солями: происходила интенсификация технологического процесса, повышение бродильной активности дрожжевой клетки, увеличение объема хлебобулочных изделий, улучшение структуры пористости мякиша, вкуса и аромата готовых изделий.

Внесение ферментного препарата фосфолипазы целесообразно для увеличения эффективности применения нетрадиционных видов муки.

Приведенное обоснование положено в основу разработанных технологических инструкций по применению ферментного препарата фосфолипазы при производстве хлебобулочных изделий.

Рис. 6. Научное обоснование применения ферментного препарата фосфолипазы.

25

4. ВЫВОДЫ

Проведены комплексные исследования по разработке способов улучшения качества хлеба на основе биохимической модификации липидов основного и дополнительного сырья за счет внесения ферментного препарата фосфолипазы.

На основании полученных результатов сделаны нижеследующие выводы.

1. Разработан комплекс технологических решений улучшения качества хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта (органолептические, физико-химические показатели качества) на основе модификаций полярных и неполярных фосфолипидов основного и дополнительного сырья за счет функциональных свойств ферментного препарата фосфолипазы.
2. Оптимальные дозировки ферментного препарата фосфолипазы зависят от способа внесения, вида хлебобулочных изделий, способов тестоприготовления, исходных хлебопекарных свойств муки (количество и качество клейковины) и других технологических факторов.

1. Внесение ферментного препарата при безопарном способе тестоприготовления в количестве 0,003% от массы муки (0,75 KLU/кг муки); опарном способе – 0,0005% от массы муки (0,125 KLU/кг муки); ускоренном способе – 0,001% от массы муки (0,25 KLU/кг муки) обеспечивает увеличение объема хлеба, придает изделиям однородную тонкостенную пористость, приводит к получению изделий с более интенсивным цветом корки, улучшению их вкуса и аромата, улучшению стабильности теста, снижает его липкость.
2. Наилучшие свойства клейковины наблюдаюся при внесении ферментного препарата фосфолипазы в количестве 0,001-0,005% от массы муки для пшеничной муки высшего сорта (0,25-1,25 KLU/кг муки), соответствующей по качеству требованиям ГОСТ Р 52189-2003 (Нидкдеф =70, 90, 110 ед. приб.) в зависимости от исходных хлебопекарных свойств муки.

3. Использование ферментного препарата фосфолипазы при приготовлении хлебобулочных изделий, рецептуры которых предусматривают внесение в тесто жировых продуктов (подсолнечного и кукурузного масла, сливочного масла и маргарина молочного) и сахара, приводит к улучшению органолептических и физико-химических показателей качества готовых изделий. Наилучшее качество хлеба обеспечивается при внесении 0,003% от массы муки (0,75 KLU/кг муки) фосфолипазы совместно с маргарином столовым (3% от массы муки) и 0,005% от массы муки (1,25 KLU/кг муки) фосфолипазы совместно с подсолнечным маслом (3% от массы муки); 0,001% от массы муки (0,25 KLU/кг муки) фосфолипазы – для сдобных изделий из пшеничной муки.
4. При внесении пищевых эмульгаторов (натрийстелат, стеароиллактат натрия, эфиры диацетилвинной кислоты с моно- и диглицеридами) и ферментного препарат фосфолипазы наблюдается аналогичный положительный эффект влияния на органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий.
5. Ферментный препарат фосфолипазы изменяет групповой состав липидов теста и хлеба из пшеничной муки: увеличивается доля полярных липидов на 15-33% по сравнению с контрольной пробой, а при совместном внесении ферментного препарата фофолипазы и гидролизованного лецитина увеличивается содержание свободных жирных кислот и восков на 31-65% по сравнению с контрольной пробой, что обусловливается дополнительным гидролизом полярных липидов и триглицеридов.
6. Использование фосфолипазы оказывает влияние на микроструктуру теста и мякиша хлеба, определяемые методом электронного сканирующего микроскопирования, идентично пищевым эмульгаторам, сущность которого сводится к образованию тонкостенной равномерной пористости.
7. Мультэнзимные композиции ферментных препаратов, обладающих пентозаназной, липолитической активностью и ферментного препарата, представляющего собой смесь, грибной -амилазы и ксиланазы, улучшают качество хлеба из пшеничной муки: увеличение объема на %, сжимаемости мякиша хлеба – на %, пористости – на %, по сравнению с контрольной пробой. Наилучшее качество хлеба наблюдается при совместном внесении ферментных препаратов: фосфолипазы и ксиланазы в соотношении 1:1 и дозировке 0,0145% от массы муки; фосфолипазы и -амилазы+ксиланазы в соотношении 1:1 и дозировке 0,0065% от массы муки.
8. Совместное использование при производстве хлеба из пшеничной муки минеральных солей и ферментного препарата фосфолипазы в оптимальных сочетаниях, обеспечивает комплексное воздействие на качество готовых изделий за счет взаимодействия продуктов гидролиза фосфолипидов фосфолипазой с ионами металлов и ионом аммония, которые входят в состав минеральных солей с образованием комплексов.
9. Применение ферментного препарата фосфолипазы в количестве 0,003% от массы муки (0,75 KLU/кг муки) при производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки с добавлением нетрадиционных видов муки (гречневой муки в количестве 5% от массы муки; кукурузной муки – 7% от массы муки; овсяной муки – 7% от массы муки) обеспечивает увеличение объема на 9-11%, сжимаемости мякиша на 16-64%.
10. Разработаны и утверждены «Технологические инструкции по применению ферментного препарата фосфолипазы Липопан Ф БГ при производстве хлебобулочных изделий».
11. Сформулированы обоснование, теоретическо-практические аспекты и технологические решения применения ферментного препарата фосфолипазы для приготовления хлебобулочных изделий.

12. Проведены производственные испытания по выработке батона «Весенний» из пшеничной муки высшего сорта массой 0,4 кг с добавлением ферментного препарата фосфолипазы.
13. Рассчитана экономическая эффективность применения ферментного препарата фосфолипазы взамен пищевого эмульгатора лактилат натрия для выработки батона «Весенний» из пшеничной муки высшего сорта массой 0,4 кг. За счет внесения лактилата натрия и фосфолипазы может использоваться мука с пониженными хлебопекарными свойствами, что сокращает расходы на сырье, и обеспечивается стабильное высокое качество готовых изделий. Внесение ферментного препарата фосфолипазы при приготовлении батона «Весенний» приводит к снижению её себестоимости на 1руб. 50 коп. за 1 тонну продукции по сравнению с батоном «Весенним» с добавлением лактилатом натрия.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Чурилина Н.В., Матвеева И.В., Попова З.В. Нетрадиционное сырье в хлебопекарном производстве// Хлебопродукты, 2004.- №9. – с.26-28.
2. Чурилина Н.В., Матвеева И.В., Юдина Т.А. О влиянии добавок минеральных солей и фосфолипазы на качество хлеба// Хлебопечение России, 2004.- № 3.- с. 24-26.
3. Чурилина Н.В., Матвеева И.В., Юдина Т.А. Влияние ферментного препарата фосфолипазы на качество хлеба и свойства теста из пшеничной муки высшего сорта// Сборник научных трудов. Под ред. Проф.А.Г. Сабурова. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2004. – с.55-61.
4. Чурилина Н.В., Матвеева И.В. Фосфолипаза для корректировки качества муки и хлеба//Хлебопродукты, 2004. - №11. – с.44-45.
5. Чурилина Н.В., Матвеева И.В. Технологические решения применения фосфолипазы в хлебопекарном производстве// Сборник материалов юбилейной научно-практической конференции МГУПП, М.:МГУПП, 2005, с.256-270.
6. Чурилина Н.В., Матвеева И.В. Нетрадиционное сырье в хлебопекарном производстве// Хлебопекарное производство, 2005.- №2. – с.33-36.
7. Чурилина Н.В., Матвеева И.В. Применение фосфолипазы в хлебопекарном производстве// Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки, 2006 - №1. – с.26-29.

Chyrilina N.V.

Quality Improvement of Wheat Bread Procedures

on the Base of Biochemical Modification of Raw-Materials Lipids.

The possibility of enzyme phospholipase preparation as baking improver with lipolytic enzyme activity were investigated.

Integrated study in research of differences between phospholipase enzyme and emulsifiers effect has been made.

Comparative analysis has been performed between the influence of food emulsifiers and phospholipase enzyme on rheologic characteristics of dough, qluten quality, organoleptic and physic-chemistry indexes of bread from wheat flour, characteristics of crumb, lipids’ content in dough and crumb of bread.

The role of enzyme in formation or rheologic characteristics of dough and wheat bread quality has been defined.

The possibility to upgrade efficiency of different flour types with phospholipase enzyme has been discovered.

Cooperative effect of phospholipase enzyme and mineral salts on rheologic characteristics of dough and wheat bread quality has been discovered.

The technology to improve the quality of wheat bread by stable biochemical modification of polar and non-polar phospholipids by means of phospholipase enzyme has been developed.