Совершенствование технологии хлебобулочных изделий, обогащенных растительной полисахаридно-витаминно-минеральной добавкой
На правах рукописи
АЛЬШЕВА Наталья Ивановна
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ОБОГАЩЕННЫХ РАСТИТЕЛЬНОЙ ПОЛИСАХАРИДНО-ВИТАМИННО-МИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКОЙ
Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодовоовощной продукции и виноградарства
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар - 2013
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ КНИИХП Россельхозакадемии)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, член-
корреспондент РАСХН
Шаззо Рамазан Измаилович
Официальные оппоненты: Красина Ирина Борисовна,
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный
технологический университет», профессор
кафедры хлебопекарного, макаронного и
кондитерского производства
Першакова Татьяна Викторовна,
доктор технических наук, доцент,
Краснодарский кооперативный институт
(филиал) АНО ВПО Центросоюза РФ
Российский университет кооперации,
профессор кафедры инженерно-
технологических дисциплин
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный
аграрный университет»
Защита состоится 20 декабря 2013 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 006.056.01 в Государственном научном учреждении Северо-Кавказском зональном научно-исследовательском институте садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 350901, г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного научного учреждения Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук.
Автореферат разослан 20 ноября 2013 года.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 350901, г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39, тел./факс 8(861)257-57-02, E-mail: [email protected].
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат с.-х. наук В.В. Кудряшова
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность темы. В настоящее время учеными и специалистами производства проводятся работы по расширению ассортимента обогащенных хлебобулочных изделий за счет развития новых интенсивных технологий, улучшения качества используемого сырья, в том числе, путем выявления и применения нетрадиционных видов растительного и животного сырья, а также добавок, содержащих комплекс физиологически функциональных ингредиентов.
Целесообразность обогащения хлеба витаминами, макро- и микроэлементами, пищевыми волокнами и другими физиологически функциональными ингредиентами обусловлена тем, что хлеб в России является продуктом массового и повседневного потребления.
Учитывая это, потребление хлебобулочных изделий, обогащенных добавками, содержащими комплекс физиологически функциональных ингредиентов, позволит нормализовать пищевой статус человека, а также обеспечить регулирование технологических процессов, корректировку свойств исходного сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов.
В связи с этим актуальны исследования по разработке рецептур и совершенствованию технологии производства обогащенных хлебобулочных изделий с применением растительных добавок, содержащих комплекс физиологически функциональных ингредиентов, полученных из нетрадиционного сырья и вторичных растительных ресурсов.
Учитывая большие объемы переработки в Краснодарском крае яблок на соки и нектары, особый интерес в качестве вторичных растительных ресурсов представляют выжимки яблок, из которых по инновационной технологии вырабатывают полисахаридно-витаминно-минеральную пищевую добавку «Яблоко».
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом НИР и ОКР ГНУ Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии «Разработать системы биотехнологических процессов и методов обработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов для создания ресурсосберегающих технологий производства пищевых продуктов и кормовых добавок для животноводства», этап 10.02.01.
1.2 Цель работы. Целью работы является совершенствование технологии хлебобулочных изделий, обогащенных растительной полисахаридно-витаминно-минеральной добавкой, полученной из вторичных ресурсов – выжимок яблок.
1.3 Основные задачи исследования:
– обоснование выбора растительной добавки, содержащей комплекс физиологически функциональных ингредиентов, для производства обогащенных хлебобулочных изделий;
– исследование показателей качества, безопасности, пищевой ценности и физиологически функциональных свойств добавки «Яблоко»;
– изучение влияния добавки «Яблоко» на хлебопекарные свойства пшеничной муки и структурно-механические свойства теста;
– выявление влияния добавки «Яблоко» на предварительную активацию прессованных дрожжей;
– изучение влияния добавки «Яблоко» на качество хлебобулочных изделий;
– обоснование выбора эффективного способа внесения добавки «Яблоко» при приготовлении теста;
– разработка рецептур и технологических режимов производства хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко»;
– изучение качества, безопасности и пищевой ценности разработанных хлебобулочных изделий;
– разработка технической документации, включающей технические условия и технологические инструкции на производство хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко»;
– обоснование экономической эффективности от внедрения разработанных рецептур и технологических режимов производства обогащенных хлебобулочных изделий.
1.4 Научная новизна. Научно и экспериментально обоснована эффективность и целесообразность применения растительной полисахаридно-витаминно-минеральной добавки «Яблоко», содержащей комплекс физиологически функциональных ингредиентов, в производстве обогащенных хлебобулочных изделий.
Впервые выявлено, что растительная полисахаридно-витаминно-минеральная добавка «Яблоко» проявляет ряд физиологически функциональных свойств, а именно, антиоксидантные, антитоксические, гепатопротекторные и радиопротекторные свойства.
Выявлено положительное влияние растительной полисахаридно-витаминно-минеральной добавки «Яблоко» на качество клейковины пшеничной муки, структурно-механические свойства теста, а также на качество, пищевую ценность, сроки сохранения свежести хлебобулочных изделий.
Экспериментально обоснована эффективность применения полисахаридно-витаминно-минеральной добавки «Яблоко» в процессе активации прессованных дрожжей.
Экспериментально обоснованы рекомендуемые дозировки добавки и способы приготовления теста с внесением добавки «Яблоко».
Новизна работы защищена 7 патентами РФ на изобретения (№ 2370155, 2370160, 2371012, 2370159, 2384066, 2384067, 2388227).
1.5 Практическая значимость. Разработаны рецептуры и уточнены технологические режимы производства хлебобулочных изделий с применением растительной добавки «Яблоко».
Разработаны комплекты технической документации на полисахаридно-витаминно-минеральную добавку: «Пищевая добавка. Порошок фруктовый «Яблоко» (ТУ 9164-385-04801346-13 и технологическая инструкция); на новые виды хлебобулочных изделий: «Хлеб из пшеничной муки с пищевой добавкой «Яблоко» (ТУ 9114-387-04801346-13 и ТИ 9114-387-04801346-13) и «Изделия булочные с пищевой добавкой «Яблоко» (ТУ 9115-386-04801346-13 и ТИ 9115-386-04801346-13).
1.6 Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования качества, безопасности, пищевой ценности и физиологически функциональных свойств добавки «Яблоко», полученной из выжимок яблок;
- выявленные зависимости влияния добавки «Яблоко» на хлебопекарные свойства пшеничной муки, структурно-механические свойства теста и качество хлебобулочных изделий;
- разработанные рецептуры и технологические режимы производства хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко»;
- результаты оценки качества, безопасности и пищевой ценности хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко».
1.7 Реализация результатов исследования. Разработанные рецептуры и технологические режимы производства обогащенных хлебобулочных изделий прошли опытную апробацию и внедрены в условиях НПФ ООО «Фабрика здоровья».
1.8 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: заседаниях Ученого совета ГНУ КНИИХП Россельхозакадемии (2011-2013 гг.); IV Всероссийской заочной, научно-практической конференции ученых и аспирантов «Региональный рынок потребительских товаров. Особенности и перспективы развития, формирования конкуренции, качество и безопасность товаров и услуг», г. Тюмень, 5 апреля 2011 г.; II Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI», КубГТУ, г. Краснодар, 22-24 сентября 2011г.; II Международной научно-практической конференции «Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты», г. Геленджик, 24-25 мая 2012 г.; III Международной научно-практической конференции «Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья», г. Краснодар, 23-24 мая 2013г.
1.9 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 работ, в том числе 3 научных статьи в журналах, рецензируемых ВАК. Получено 7 патентов РФ на изобретения.
1.10 Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора научно-технической литературы и патентной информации, методической части, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений. Диссертационная работа изложена на 139 страницах, содержит 41 таблицу и 11 рисунков. Список литературных источников включает 175 наименований, в том числе 22 иностранных.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Методы исследований. Экспериментальные исследования проводили с применением современных органолептических и физико-химических методов анализа. Отбор, подготовку, определение органолептических и физико-химических показателей добавки «Яблоко» проводили в соответствии с ГОСТ 1750-86 и ГОСТ 13340.1-77. Массовую долю белка определяли методом Кьельдаля, липидов – по ГОСТ 8756.21-89, моно- и дисахаридов – по методу Бертрана, крахмала – по методу Эверса, целлюлозы – по методу Кюршнера и Ганека, пектиновых веществ – по ГОСТ 290059-91, органических кислот – с применением электрокапиллярного электрофореза на приборе «Капель-105», макро- и микроэлементов – методом атомно-абсорбционной спектроскопии на ААС «Квант-АФА», массовую долю витамина С – по ГОСТ 24556-89, Р-активных веществ – фотометрически, витамина РР – по ГОСТ Р 50479-93, витаминов В1 и В2 – по методике Л.С. Анисимовой, В.Ф. Слипченко. Основные показатели качества сырья, полуфабрикатов и готовых хлебобулочных изделий определяли в соответствии с рекомендациями, принятыми в хлебопекарной промышленности.
Безопасность сырья и готовых хлебобулочных изделий оценивали по гигиеническим и микробиологическим показателям.
Оценку результатов и их статистическую достоверность проводили с использованием современных методов расчета.
На рисунке 1 приведена структурная схема исследования.
2.2 Обоснование выбора растительной добавки для производства обогащенных хлебобулочных изделий. Выбор растительной добавки для производства обогащенных хлебобулочных изделий осуществляли на основании следующих требований, а именно, добавка должна:
- соответствовать требованиям, предъявляемым к качеству и безопасности;
- содержать в своем составе комплекс физиологически функциональных ингредиентов;
- проявлять физиологически функциональные свойства, благодаря которым обогащенное хлебобулочное изделие при его потреблении будет оказывать профилактическое действие;
- оказывать положительное влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки, структурно-механические свойства теста и качество готового продукта;
- быть доступной по цене.
Учитывая указанные требования, нами выбрана растительная полисахаридно-витаминно-минеральная добавка «Яблоко», выработанная из выжимок яблок по инновационной технологии в соответствии с требованиями ТУ 9164-385-04801346-13 «Пищевая добавка. Порошок фруктовый «Яблоко».
Органолептические и физико-химические показатели качества добавки приведены в таблице 1.
Рисунок 1 – Структурная схема исследования
Таблица 1 – Органолептические и физико-химические показатели качества добавки «Яблоко»
| Наименование показателя | Характеристика и значение показателя | Требования ТУ 9164-385-04801346-13 |
| Внешний вид Цвет Вкус и запах Растворимость в воде при 200С Массовая доля, %: влаги пектина Массовая доля металлопримесей, мг/1кг продукта Минеральные примеси Растительные примеси Посторонние примеси | Тонкоизмельченный сыпучий порошок без посторонних и крупных включений, без признаков комкования Желтый Свойственный вкусу и запаху сушеных яблок, без посторонних привкусов и запахов Не растворим 6,0-6,7 5,5-6,0 Отсутствуют Отсутствуют Отсутствуют Отсутствуют | Тонкоизмельченный сыпучий порошок без посторонних и крупных включений, без признаков комкования Желтый с различными оттенками Свойственный вкусу и запаху сушеных яблок, без посторонних привкусов и запахов. Посторонние привкус и запах не допускаются Не растворим Не более 8,0 Не менее 4,0 Не более 0,0003 Не допускаются Не допускаются Не допускаются |
Показано, что добавка «Яблоко» по показателям качества соответствует требованиям, предъявляемым ТУ 9164-385-04801346-13.
Установлено, что по гигиеническим и микробиологическим показателям безопасности исследуемая добавка соответствует требованиям, предъявляемым Техническим регламентом Таможенного Союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
В таблице 2 приведен общий химический состав и состав физиологически функциональных ингредиентов добавки.
Таблица 2 – Общий химический состав и состав физиологически функциональных ингредиентов добавки «Яблоко»
| Наименование показателя | Значение показателя |
| Массовая доля, %: углеводов, в том числе: моно- и дисахаридов крахмала пищевых волокон, в том числе: пектина протопектина целлюлозы гемицеллюлозы белков липидов органических кислот, в пересчете на яблочную минеральных веществ Массовая доля витаминов, мг/100г: С РР В1 В2 Массовая доля Р-активных веществ, мг/100г, в том числе: катехинов (витамин Р) Массовая доля макроэлементов, мг/100г: калия кальция Массовая доля микроэлементов, мкг/100г: железа меди цинка йода | 74,1-77,2 50,7-51,9 2,9-3,3 20,5-22,0 5,5-6,0 6,0-6,5 5,1-6,0 3,4-4,0 2,4-2,7 0,1-0,3 1,9-2,2 1,9-2,2 7,5-7,8 2,3-2,7 0,03-0,04 0,05-0,06 147,8-150,6 78,5-80,7 615-625 150-163 1430-1447 195-210 223-228 6,0-7,0 |
Показано, что добавка «Яблоко» содержит в своем составе моно- и дисахариды (в сумме более 50 %) и минеральные вещества, что позволит обеспечить благоприятную питательную среду для эффективной деятельности прессованных дрожжей в процессе их активации и в процессе брожения теста.
Следует отметить высокое содержание в добавке органических кислот, которые препятствуют возникновению «картофельной болезни» хлеба.
Кроме этого, добавка «Яблоко» содержит в своем составе комплекс физиологически функциональных ингредиентов, а именно, пищевые волокна, в том числе пектин и протопектин, обладающие антитоксичными, антиоксидантными и радиопротекторными свойствами, а также витамины РР, С, В1, В2 и Р-активные вещества, которые усиливают антиоксидантные свойства витамина С. В добавке «Яблоко» содержатся макроэлементы калий и кальций, а также микроэлементы железо, цинк, медь и йод, дефицит которых отмечен в пищевом статусе населения Краснодарского края.
Физиологически функциональные свойства добавки «Яблоко», а именно, антиоксидантные, антитоксические, гепатопротекторные и радиопротекторные были подтверждены медико-биологическими исследованиями в опытах на животных – растущих белых крысах линии Вистар.
2.3 Исследование влияния добавки «Яблоко» на хлебопекарные свойства пшеничной муки и структурно-механические свойства теста. Исследование влияния добавки осуществляли на двух образцах пшеничной муки первого сорта. Одним из основных показателей, определяющих хлебопекарные свойства пшеничной муки, является качество клейковины, характеризующее силу муки. В таблице 3 приведены данные по влиянию добавки на качество и количество клейковины муки.
Показано, что внесение добавки в количестве 2-8% к массе муки приводит к укреплению клейковины муки, при этом с увеличением ее дозировки эффективность укрепляющего действия повышается, о чем свидетельствует снижение значений показателя сопротивления деформирующей нагрузки клейковины. Следует отметить, что внесение указанных дозировок добавки позволяет перевести клейковину муки из II группы качества – «удовлетворительно слабая» в I группу качества – «хорошая», при этом наиболее эффективными ее дозировками являются 6-8% к массе муки.
Таблица 3 – Влияние добавки «Яблоко» на качество и количество клейковины пшеничной муки
| Наименование образца | Массовая доля сырой клейковины, % | Показание прибора ИДК, усл. ед. | Характеристика клейковины | Группа качества |
| Пшеничная мука (образец 1- контроль) Пшеничная мука с внесением добавки, % к массе муки: 2 4 6 8 Пшеничная мука (образец 2 - контроль) Пшеничная мука с внесением добавки, % к массе муки: 2 4 6 8 | 31,3 30,7 30,4 30,2 30,0 30,4 30,2 30,0 29,7 29,5 | 89 79 70 64 58 81 75 63 58 55 | удовлетворительно слабая хорошая хорошая хорошая хорошая удовлетворительно слабая хорошая хорошая хорошая хорошая | II I I I I II I I I I |
Укрепляющий эффект при внесении добавки можно объяснить образованием межмолекулярных водородных связей при взаимодействии белков клейковины муки и полисахаридов добавки, а также дополнительно образованием связей (С=N-) группами С=О Р-активных веществ и аминогруппами (-NH2) аминокислот белков клейковины.
Наряду с качеством клейковины, важным хлебопекарным свойством пшеничной муки является ее газообразующая способность. На рисунке 2 приведены данные, характеризующие влияние добавки «Яблоко» на газообразующую способность пшеничной муки.
Рисунок 2 – Влияние добавки "Яблоко" на газообразующую способность пшеничной муки: - образец 1; - образец 2
Показано, что внесение добавки «Яблоко» в пшеничную муку в количестве 2-8% к массе муки позволяет повысить ее газообразующую способность на 30,6-47,0% для муки с низкой газообразующей способностью (980 см3 СО2) и на 26,1-40,1% для муки с более высокой газообразующей способностью (1070 см3 СО2).
Указанный эффект получен за счет высокого содержания в добавке моно- и дисахаридов, а также органических кислот и минеральных веществ, обусловливающих повышение газообразующей способности муки.
В таблице 4 приведены данные по влиянию добавки на структурно-механические свойства теста.
Результаты исследований, приведенные в таблице 4, свидетельствуют о положительном влиянии добавки «Яблоко» на структурно-механические свойства теста, а именно, повышается водопоглотительная способность, что можно объяснить высокими водоудерживающими свойствами добавки, благодаря содержанию в ней пищевых волокон, а также увеличивается время образования и устойчивости теста. Следует отметить, что внесение добавки приводит к укреплению консистенции теста (снижается разжижение теста), что обусловлено повышением упругих свойств клейковины муки, при этом наиболее эффективной ее дозировкой является дозировка 6-8% к массе муки.
Таблица 4 – Влияние дозировки добавки «Яблоко» на структурно-механические свойства теста
| Наименование образца | Значение показателя | ||
| Водопоглотительная способность, % | Время образования и устойчивости теста, мин. | Разжижение теста, ед. фаринографа | |
| Тесто из муки – образец 1 (контроль) Тесто из муки с внесением добавки, % к массе муки: 2 4 6 8 Тесто из муки – образец 2 (контроль) Тесто из муки с внесением добавки, % к массе муки: 2 4 6 8 | 55 57 62 65 66 51 54 58 62 63 | 8,2 8,8 9,1 9,5 9,6 7,8 8,3 8,7 9,0 9,1 | 168 164 159 154 151 174 170 167 163 160 |
2.4 Исследование влияния добавки «Яблоко» на эффективность процесса активации прессованных дрожжей. Высокое содержание в добавке углеводов и минеральных веществ, являющихся благоприятной средой для питания дрожжевых клеток, дает основание предположить эффективность ее применения для интенсификации процесса активации прессованных дрожжей. Для подтверждения этого в качестве контрольного образца использовали активированные прессованные дрожжи на водно-мучной основе, а в опытные образцы вносили добавку в количестве от 0,5 % до 2,5 % к массе муки (процесс активации дрожжей осуществляли в течение 2,5 часов).
На рисунке 3 приведены данные по влиянию добавки «Яблоко» на подъемную силу прессованных дрожжей, характеризующую эффективность процесса их активации.
Установлено, что внесение добавки «Яблоко» на стадии активации прессованных дрожжей позволяет интенсифицировать процесс активации, что подтверждается повышением их подъемной силы.
Рисунок 3 – Влияние добавки «Яблоко» на активацию прессованных хлебопекарных дрожжей: - образец 1; - образец 2
Учитывая высокую эффективность предварительной активации прессованных дрожжей с внесением добавки «Яблоко», целесообразным было определить ее влияние на продолжительность процесса активации.
На рисунке 4 приведены данные по влиянию добавки «Яблоко» на продолжительность процесса активации прессованных дрожжей.
Рисунок 4 – Влияние добавки «Яблоко» на продолжительность активации прессованных хлебопекарных дрожжей: - образец 1, (с внесением добавки 1,5 %); - образец 2, (с внесением добавки 2,0 %)
Таким образом, установлено, что внесение добавки «Яблоко» позволяет значительно сократить продолжительность процесса активации прессованных дрожжей.
2.5 Исследование влияния добавки «Яблоко» на качество хлебобулочных изделий. Для изучения влияния добавки «Яблоко» на качество хлебобулочных изделий в качестве контроля была взята рецептура хлеба белого из пшеничной муки I сорта. Добавку вносили в нативном виде в смеси с пшеничной мукой, тесто готовили опарным способом.
В таблице 5 приведены данные по влиянию добавки на показатели качества хлебобулочных изделий.
Таблица 5 – Влияние добавки «Яблоко» на показатели качества хлебобулочных изделий
| Наименование показателя | Значение показателя | ||||
| контроль | с внесением добавки, % к массе муки | ||||
| 2 | 4 | 6 | 8 | ||
| Удельный объем, см3/100г Пористость, % Кислотность, град. Формоустойчивость подового хлеба, Н/Д Сжимаемость мякиша на пенетрометре, ед. прибора АП-4/2 (Нобщ.) | 310 72 2,8 0,42 100 | 325 74 2,9 0,48 105 | 360 76 3,0 0,54 109 | 395 78 3,1 0,58 112 | 410 80 3,2 0,60 115 |
Представленные данные показывают, что хлебобулочные изделия с внесением добавки имеют более высокое качество по сравнению с контрольным образцом, при этом лучшими физико-химическими и структурно-механическими показателями характеризуются изделия с внесением добавки «Яблоко» 6-8% к массе муки. Следует отметить, что высокое содержание в добавке «Яблоко» моно- и дисахаридов (более 50%) позволяет рекомендовать ее не только в производстве хлеба, но и в производстве булочных изделий, а также сдобных булочных изделий, в рецептурах которых содержится сахар.
2.6 Обоснование выбора эффективного способа внесения добавки «Яблоко» при приготовлении теста. Известно, что эффективность влияния добавок на качество готовых продуктов зависит от способа их внесения в тесто. Учитывая это, целесообразным является исследование влияния способов внесения добавки на физико-химические и структурно-механические показатели качества хлебобулочных изделий. Для этого тесто готовили на обычной опаре, добавку вносили двумя способами: 1 – в количестве 6-8% без предварительной подготовки в нативном виде в смеси с пшеничной мукой; 2 – в количестве 1,5-2,0% на стадии активации дрожжей при приготовлении опары и в количестве 4,5-6,0% при замесе теста в виде водной суспензии (таблица 6).
Таблица 6 – Влияние способов внесения добавки «Яблоко» на показатели качества хлебобулочных изделий
| Наименование показателя | Значение показателя | |||
| дозировка добавки, % к массе муки | ||||
| 6,0 | 8,0 | |||
| способ внесения | ||||
| 1-й | 2-й | 1-й | 2-й | |
| Удельный объем, см3/100г Пористость, % Кислотность, град. Формоустойчивость подового хлеба, Н/Д Сжимаемость мякиша на пенетрометре, ед. прибора АП-4/2 (Нобщ.) | 395 78 3,1 0,58 112 | 420 83 3,1 0,62 120 | 410 80 3,2 0,60 115 | 430 84 3,2 0,64 125 |
Из приведенных данных видно, что способ внесения добавки значительно влияет на удельный объем, пористость, формоустойчивость и сжимаемость мякиша. Следует отметить, что более эффективным является 2-й способ внесения добавки. Это объясняется тем, что внесение части добавки на стадии активации дрожжей при приготовлении опары интенсифицирует газообразование за счет присутствия в добавке компонентов, являющихся благоприятной средой для размножения дрожжевых клеток, а внесение оставшейся части добавки в виде водной суспензии на стадии приготовления теста интенсифицирует взаимодействие полисахаридов добавки с белками муки.
2.7 Разработка рецептур и совершенствование технологических режимов производства хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко». На основании проведенных исследований разработаны рецептуры хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко» (таблица 7).
Таблица 7 – Рецептуры разработанных хлебобулочных изделий из муки пшеничной I сорта
| Наименование сырья | Расход сырья, кг | |||
| хлеб | булка | |||
| контроль | разработанный | контроль (русская) | разработанная | |
| Мука пшеничная I сорта Дрожжи хлебопекарные прессованные Соль поваренная пищевая Сахар Маргарин Пищевая добавка «Яблоко» | 100,0 1,5 1,3 - - - | 100,0 1,3 1,3 - - 6,0 | 100,0 1,0 1,5 5,0 2,5 - | 100,0 1,0 1,5 2,0 2,5 8,0 |
Установлено, что, благодаря наличию добавки «Яблоко» в рецептуре хлеба появилась возможность снизить расход дрожжей на 0,2 кг по сравнению с контрольной рецептурой, а в рецептуре булки – снизить расход сахара на 3 кг по сравнению с контрольной рецептурой.
В соответствии с разработанными рецептурами в условиях НПФ «Фабрика здоровья» были уточнены и отработаны технологические режимы, по которым выработаны опытные партии хлеба и булочек (таблица 8).
Из приведенных в таблице 8 данных видно, что внесение добавки «Яблоко» позволяет сократить продолжительность технологического процесса на 50 минут, а также снизить величину упека изделия в процессе его выпечки для хлеба и булки более, чем в 2 раза.
Таблица 8 – Технологические режимы производства хлебобулочных изделий с внесением добавки «Яблоко»
| Наименование технологической стадии и режима | Значение технологического режима | |||
| хлеб | булка | |||
| контроль | с внесением добавки | контроль | с внесением добавки | |
| 1.Приготовление опары: дрожжи прессованные, кг добавка «Яблоко», кг температура, 0С продолжительность брожения, мин. 2. Подготовка добавки «Яблоко» к внесению в тесто в виде водной суспензии: добавка «Яблоко», кг соотношение добавка-вода температура, 0С продолжительность экспозиции, мин. 3. Приготовление теста: температура, 0С продолжительность брожения, мин. 4. Предварительная расстойка: температура, 0С продолжительность, мин. 5. Окончательная расстойка: температура, 0С продолжительность, мин. 6. Выпечка изделий: температура паровоздушной среды, 0С продолжительность, мин. упек, % Сокращение продолжительности технологического процесса, мин. | 1,5 - 26-28 210 - - - - 30-32 70 - - 40 60 220 30 7,8 - | 1,3 1,5 26-28 180 4,5 1:3 40 10 30-32 50 - - 40 40 220 30 3,4 50 | 1,0 - 26-28 220 - - - - 30-32 60 35 20 40 60 220 30 8,2 - | 1,0 2,0 26-28 200 6,0 1:3 40 10 30-32 40 35 10 40 40 220 30 3,5 50 |
2.8 Исследование качества разработанных хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко». В условиях НПФ «Фабрика здоровья» были выработаны опытные партии хлебобулочных изделий по разработанным рецептурам и уточненным технологическим режимам (таблица 9).
Таблица 9 – Физико-химические показатели качества разработанных хлебобулочных изделий
| Наименование показателя | Значение показателя | |
| хлеб | булка | |
| Удельный объем, см3/100 г Пористость, % Формоустойчивость подового изделия, Н/Д Кислотность, град. Деформация мякиша, ед. АП-4/2: Нобщ. Нпл. Нупр. | 420 83,0 0,62 3,1 120 95 25 | 430 84,0 0,64 2,4 125 100 25 |
Показано, что хлебобулочные изделия, обогащенные добавкой «Яблоко», имеют высокие физико-химические показатели качества.
Установлено, что по показателям безопасности выработанные по разработанным рецептурам изделия соответствуют требованиям, предъявляемым ТР ТС 021/2011.
Сохранение свежести хлебобулочных изделий в процессе хранения оценивали по изменению структурно-механических свойств мякиша.
Установлено, что мякиш разработанных изделий в течение 72 часов имеет высокую степень деформации, т.е. сохраняет значительно дольше свою свежесть.
В таблице 10 приведена пищевая ценность и состав физиологически функциональных ингредиентов разработанных хлебобулочных изделий.
Таблица 10 – Пищевая ценность и состав физиологически функциональных ингредиентов разработанных хлебобулочных изделий
| Наименование показателя | Значение показателя | |||
| хлеб | булочка | |||
| контроль | разработанный | контроль | разработанный | |
| Массовая доля, %: белков липидов углеводов, в том числе: моно- и дисахаридов в том числе фруктозы пищевых волокон, в том числе: пектиновых веществ, в том числе пектина органических кислот Массовая доля витаминов, мг/100г: РР С Массовая доля Р-активных веществ, мг/100г, в том числе катехинов (витамин Р) Массовая доля макроэлементов, мг/100г: калия кальция Массовая доля микроэлементов, мкг/100г: железа меди цинка йода | 7,81 0,80 48,30 1,01 0,42 0,19 - - 0,28 1,34 - - - 125,0 21,1 1840 131 678 - | 7,52 0,70 51,25 3,84 1,86 1,41 0,68 0,34 0,37 1,41 0,47 9,05 4,79 153,4 29,5 1887 136 685 0,39 | 7,62 2,01 51,18 3,40 0,40 0,18 - - 0,27 1,29 - - - 121,2 20,4 1780 127 657 - | 7,43 1,84 53,32 5,84 2,48 1,88 0,96 0,47 0,40 1,45 0,62 12,01 6,35 161,6 31,6 1815 132 668 0,56 |
Установлено, что разработанные хлебобулочные изделия имеют более высокую пищевую ценность по сравнению с контрольными образцами, а именно, в отличие от контрольных образцов содержат в своем составе пектиновые вещества, в том числе пектин, витамин С, Р-активные вещества, в том числе катехины, микроэлемент йод, а также в большем количестве содержат пищевые волокна, витамин РР, макроэлементы – калий и кальций, а также микроэлементы – железо, медь и цинк.
ВЫВОДЫ
На основании комплекса выполненных исследований разработаны рецептуры, уточнены технологические режимы производства и проведена оценка качества, безопасности и пищевой ценности обогащенных хлебобулочных изделий с применением полисахаридно-витаминно-минеральной добавки «Яблоко».
1. Добавка «Яблоко», полученная из выжимок яблок, является эффективной обогащающей добавкой, позволяющей регулировать технологические свойства сырья и полуфабрикатов, формировать высокие потребительские свойства и пищевую ценность хлебобулочных изделий.
2. Добавка «Яблоко» имеет высокую пищевую ценность, обусловленную высоким содержанием пищевых волокон, в том числе пектина, витаминов С и РР, Р-активных веществ, в том числе катехинов (витамина Р), макроэлементов – кальция и калия, микроэлементов – железа, цинка, меди и йода, а также проявляет физиологически функциональные свойства такие, как антиоксидантные, антитоксические, гепатопротекторные и радиопротекторные.
3. При изучении влияния добавки «Яблоко» на качество клейковины пшеничной муки установлено, что внесение добавки в количестве 2-8% к массе муки обеспечивает укрепление клейковины муки, при этом с увеличением дозировки добавки эффект укрепляющего действия повышается.
4. Внесение добавки «Яблоко» в пшеничную муку в количестве 2-8% к массе муки обеспечивает повышение ее газообразующей способности на 30,6-47,0% для муки с низкой газообразующей способностью (980 см3 СО2) и на 26,1-40,1% для муки с более высокой газообразующей способностью (1070 см3 СО2), что объясняется высоким содержанием в добавке моно- и дисахаридов, органических кислот и минеральных веществ.
5. Добавка «Яблоко» оказывает положительное влияние на структурно-механические свойства теста, а именно, повышается его водопоглотительная способность, увеличивается время образования и устойчивости, укрепляется консистенция, снижается разжижение.
6. Применение добавки «Яблоко» способствует интенсификации процесса активации прессованных дрожжей, что позволяет увеличить их подъемную силу, а также сократить продолжительность процесса активации. В зависимости от исходной подъемной силы прессованных дрожжей определены эффективные дозировки добавки.
7. Обоснован эффективный способ внесения добавки «Яблоко»: при производстве хлеба – в количестве 1,5% к массе муки на стадии активации дрожжей при приготовлении опары и 4,5% к массе муки при замесе теста в виде водной суспензии; при производстве булки – в количестве 2% к массе муки на стадии активации дрожжей при приготовлении опары и 6% к массе муки при замесе теста в виде водной суспензии, приготовленной при температуре 400С, соотношении добавка-вода, равном 1:3, и продолжительности экспозиции 20 минут.
8. Разработаны рецептуры и технологические режимы хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко». Внесение добавки «Яблоко» в рецептуру хлеба позволяет сократить расход прессованных хлебопекарных дрожжей на 0,2 кг, а в рецептуру булки – расход сахара на 3 кг по сравнению с контрольными рецептурами, а также сократить продолжительность технологического процесса в целом на 50 минут и снизить упек изделий более, чем в 2 раза.
9. Хлебобулочные изделия, выработанные по разработанным рецептурам и технологическим режимам, имеют высокие органолептические и физико-химические показатели качества, по гигиеническим показателям безопасности соответствуют предъявляемым требованиям, а также более длительное время сохраняют свежесть (до 72 часов).
10. Хлебобулочные изделия с растительной полисахаридно-витаминно-минеральной добавкой «Яблоко», можно позиционировать, как обогащенные пищевые продукты, обладающие повышенной пищевой ценностью, так как в их составе присутствуют физиологически функциональные ингредиенты – пищевые волокна, в том числе пектиновые вещества (пектин и протопектин), витамин С, Р-активные вещества, в том числе катехины (витамин Р), микроэлемент йод, а также в большем количестве содержатся макроэлементы – калий, кальций и микроэлементы – железо, медь и цинк.
11. Разработаны комплекты технической документации на пищевую добавку «Яблоко», на обогащённые добавкой «Яблоко» хлебобулочные изделия (хлеб и булочка), включающие технические условия и технологические инструкции. Рецептуры и технологические режимы производства хлебобулочных изделий, обогащенных добавкой «Яблоко», прошли опытную апробацию и внедрены в условиях ООО НПФ «Фабрика здоровья». Экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений составит при производстве 1 т обогащенного хлеба – 3154,4 руб., а при выработке 1 т обогащенных булочек – 3890,6 руб.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Альшева, Н.И. Химический состав и пищевая ценность БАД «Яблоко» / Н.И. Альшева, Е.В. Мартовщук, В.И. Мартовщук, Д.Ю. Кашкара, Е.А. Вербицкая // Известия вузов. Пищевая технология. –2009.– № 4.– С.120-121.
2. Альшева, Н.И. Исследование технологических свойств БАД на основе вторичных растительных ресурсов / Н.И. Альшева, Е.В. Мартовщук, В.И. Мартовщук, Е.А. Фролова, О.Н. Войченко // Новые технологии. – 2010. - Вып. 3. – С.13-17.
3. Альшева, Н.И. Хлебобулочные изделия функционального назначения / Н.И. Альшева, Е.В. Мартовщук, В.И. Мартовщук // Новые технологии. – 2012. – Вып. 3. – С.14-18.
4. Альшева, Н.И. Влияние БАД «Яблоко» на качество пшеничной муки / Н.И. Альшева, О.Н. Войченко, Е.В. Мартовщук, Е.А. Фролова // Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, формирования конкуренции, качество и безопасность товаров и услуг: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (г. Тюмень, 5 апреля 2011года). – Тюмень. – 2011.- С.215-219.
5. Альшева, Н.И. Влияние БАД на основе вторичных растительных ресурсов на качество пшеничной муки / Н.И. Альшева, Е.В. Мартовщук, Е.П. Корнена, О.Н. Войченко // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века: материалы II междунар. науч.-практ. конф. (г. Краснодар, 22-24 сентября 2011 года).- Краснодар: КубГТУ. – С.113-117.
6. Альшева, Н.И. Проблемы качества и безопасности продуктов для школьного питания / Н.И. Альшева, Р.И. Шаззо, И.А. Косинкова // Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты: материалы II междунар. науч.-практ. конф. (г. Геленджик, 24-25 мая 2012 года). – Краснодар: ГНУ КНИИХП.- С.277-280.
7. Альшева, Н.И. Разработка хлебобулочного изделия функционального назначения / Н.И. Альшева, Р.И. Шаззо, Н.Н. Корнен, В.И. Мартовщук, Е.В. Мартовщук // Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: материалы III междунар. науч.-практ. конф.(г. Краснодар, 23-24 мая 2013 года). – Краснодар: ГНУ КНИИХП. - С.151-154.
8. Патент РФ № 2370155 Биологически активная добавка к пище, обладающая антитоксическими свойствами // Альшева Н.И., Мартовщук Е.В., Мартовщук В.И. и др. Подано 12.05.2008. Опубликовано 20.10.2009, Бюл. № 29.
9. Патент РФ № 2370160 Биологически активная добавка к пище, обладающая гепатопротекторными свойствами // Альшева Н.И., Мартовщук Е.В., Мартовщук В.И. и др. Подано 12.05.2008. Опубликовано 20.10.2009, Бюл. № 29.
10. Патент РФ № 2371012 Биологически активная добавка к пище, обладающая антиоксидантными свойствами // Альшева Н.И., Мартовщук Е.В., Мартовщук В.И. и др. Подано 12.05.2008. Опубликовано 27.10.2009, Бюл. № 30.
11. Патент РФ № 2370159 Биологически активная добавка к пище, обладающая радиопротекторными свойствами // Альшева Н.И., Мартовщук Е.В., Мартовщук В.И. и др. Подано 12.05.2008. Опубликовано 20.10.2009, Бюл. № 29.
12. Патент РФ № 2384066 Способ приготовления хлебобулочного изделия // Альшева Н.И., Мартовщук В.И., Корнен Н.Н. и др. Подано 26.09.2008. Опубликовано 20.03.2010, Бюл. № 8.
13. Патент РФ № 2384067 Способ приготовления хлебобулочного изделия // Альшева Н.И., Мартовщук В.И., Корнен Н.Н. и др. Подано 26.09.2008. Опубликовано 20.03.2010, Бюл. № 8.
14. Патент РФ № 2388227 Способ предварительной активации прессованных дрожжей // Альшева Н.И., Мартовщук В.И., Корнен Н.Н. и др. Подано 26.09.2008. Опубликовано 10.05.2010, Бюл. № 13.
