автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Использование особо подготовленной воды и полифункциональных добавок в производстве хлебобулочных изделий

Введение.

1. Аналитический обзор литературы

1.1. Пищевая ценность хлеба.

1.2. Роль воды в формировании свойств теста и готовых изделий.

1.3. Добавки функционального назначения: подходы к понятию и классификации, направления использования.

1.3.1. Макро- и микроэлементы: роль в питании, обогащение хлебобулочных изделий.

1.3.2. Полифункциональные добавки на основе фруктов и овощей: получение, свойства, применение в производстве мучных изделий

Выводы и задачи исследования.

2. Объекты и методы исследования

2.1. Сырье и методы исследования.

2.2. Получение многокомпонентных порошкообразных полуфабрикатов, методы исследования.

2.3. Приготовление теста и хлеба, методы исследования.

2.4. Математические методы обработки экспериментальных данных.

3. Повышение физиологической ценности и качества хлебобулочных изделий с использованием особо очищенной воды

3.1. Выбор объектов и направлений исследований.

3.2. Влияние воды на состав и свойства теста и готовых изделий.

3.2.1. Способы очистки и состав воды.

3.2.2. Влияние очищенной воды на свойства полуфабрикатов и готовых изделий.

3.2.3. Обогащение воды высокой степени очистки минеральными веществами и ее влияние на свойства полуфабрикатов и готовых изделий.

3.2.4. Использование добавок растительного происхождения (кабачково-молочного полуфабриката и соевой сыворотки) для минерального обогащения хлебобулочных изделий.

Одним из важнейших условий, обеспечивающих здоровье человека, его работоспособность, устойчивость организма к заболеваниям и продолжительность жизни, является сбалансированное полноценное питание, которое предусматривает употребление в пищу биологически активных продуктов. В состав пищи должны входить в определенных соотношениях три группы основных питательных веществ: белки, углеводы, жиры и две группы биогенных компонентов - витамины и минеральные вещества (макро- и микроэлементы).

В рационе питания человека исключительно важное место занимают хлебобулочные изделия. С учетом того, что хлеб является самым доступным видом продовольствия и продуктом ежедневного потребления, важнейшими направлениями развития хлебопекарной отрасли становятся увеличение его производства с заданными свойствами и составом, повышение пищевой и биологической ценности, вкусовых достоинств, а также ускорение и совершенствование процесса приготовления хлебобулочных изделий.

В настоящее время ассортимент хлебобулочных изделий выпускаемый хлебопекарными предприятиями России отличается большим разнообразием и насчитывает около 800 наименований. Годовое потребление хлеба на душу населения стабилизировалось на уровне 82 кг или 225 г в день [190]. При этом большинство изделий, особенно из сортовой пшеничной муки, потребление которых в последнее время значительно увеличилось по сравнению с ржаными [186], содержат недостаточное количество белка, аминокислот, витаминов и некоторых других физиологически важных компонентов. Отсутствие или недостаточное содержание этих веществ в пище приводит к нарушениям обменных процессов и возникновению различного рода заболеваний. Для их предупреждения и эффективного лечения необходимы хлебобулочные изделия нового поколения, характеризующиеся более сбалансированным химическим составом с учетом ежедневной потребности человека в аминокислотах, витаминах, макро- и микроэлементах [102].

В настоящее время уровень удовлетворения населения в изделиях с заданными свойствами (диетическими, лечебно-профилактическими и другими) невысок. Реально предприятиями отрасли производится всего лишь 10-20 % продукции от требуемых объемов, а в отдельных регионах этот показатель значительно меньше.

Исследования по созданию изделий этой группы ведутся по двум направлениям:

- путем моделирования рационального ассортимента хлебной продукции для отдельных регионов с учетом их климатических, демографических, экологических и других особенностей;

- путем разработки разнообразного ассортимента изделий для лечебно-профилактического и диетического питания [144].

Значительный вклад в разработку технологий производства хлебобулочных изделий, обогащенных биологически активными веществами, минеральными компонентами, полифункциональными добавками внесли ведущие ученые России В.А.Патт, Л.И.Пучкова, Р.Д.Поландова, Л.Н.Казанская,Т.Б.Цыганова, Л.П.Пащенко, И.В.Матвеева, С.Я.Корячкина, Г.Г.Дубцов и др. Однако, и в настоящее время, проблему нельзя считать решенной, так как отсутствуют научные исследования с учетом региональной сырьевой базы и реального промышленного производства.

В данной работе исследованы научные и практические аспекты производства физиологически ценных хлебобулочных изделий, полученных на основе специально подготовленной воды и полифункциональных добавок растительного происхождения. Направления исследований выбраны с учетом экологической обстановки в Воронежской области, однако они могут быть обобщены практически на всей территории Российской Федерации.

Тема диссертационной работы выполнялась в соответствии с планом НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств ВГТА на 1997-2001 гг. «Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке сельскохозяйственного растительного сырья» (№ государственной регистрации 01970008815).

Цель и задачи исследования. Целью работы является получение физиологически более сбалансированных в соответствии с потребностями человека хлебобулочных изделий за счет направленных изменений состава воды и использования функциональных добавок растительного происхождения.

Поставленная цель достигается в результате решения следующих задач:

- исследовать и научно обосновать возможность применения в хлебопечении особо подготовленной воды - очищенной методами микрофильтрации и обратного осмоса с последующей направленной минерализацией посредством использования минеральных солей и добавок растительного происхождения;

- исследовать и научно обосновать целесообразность применения многокомпонентных порошкообразных полуфабрикатов в производстве изделий из пшеничной и смеси ржаной и пшеничной муки;

- разработать новые виды более сбалансированных в соответствии с физиологическими потребностями человека изделий массового назначения; сделать рекомендации по использованию функциональных добавок в производстве изделий специального назначения;

- провести промышленную апробацию результатов исследований; внедрить разработанные изделия.

Научная новизна. В работе впервые дано научное обоснование использования особо подготовленной - очищенной, очищенной и направленно минерализованной воды и функциональных добавок растительного происхождения для получения физиологически более сбалансированных с потребностями организма хлебобулочных изделий. Изученные в работе закономерности позволили установить:

- очистка воды методом микрофильтрации и обратного осмоса помимо достижения основной цели - снижения уровня содержания различных групп ионов, обуславливает временную активность воды, способствующую образованию более прочной коагуляционной структуры теста и, соответственно, улучшению его реологических свойств и показателей готовых изделий;

- создание новых изделий, сбалансированных по минеральному составу, должно базироваться на определении оптимальных соотношений между Са, Р и обогащающих добавок (минерального или растительного происхождения) и муки;

- впервые установлена эффективность применения в качестве источников кальция кабачково-молочного порошкообразного полуфабриката и соевой сыворотки;

- впервые апробирован метод принятия технологического решения в нечетких условиях, который позволил обосновать выбор из всего многообразия комбинированных порошкообразных полуфабрикатов на основе фруктов и овощей функциональной добавку целевого назначения (порошкообразный полуфабрикат на основе моркови - морковно-молочный или паточный);

- определена роль морковно-паточного порошкообразного полуфабриката в формировании структуры теста из сортовой пшеничной муки; на основе удельной энергии замеса обоснованы параметры процесса и оптимальная дозировка морковно-паточного полуфабриката; обосновано функциональное назначение яблочно-паточного полуфабриката в производстве изделий из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки; показана эффективность применения добавок растительного происхождения в повышении пищевой ценности разработанных видов хлебобулочных изделий.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований обосновано практическое применение особо подготовленной воды -очищенной, очищенной и направленно минерализованной и функциональных добавок в производстве хлебобулочных изделий.

Применительно к хлебопечению адаптированы схемы и установки по очистке воды методом микрофильтрации и обратного осмоса. Получены свидетельства на полезную модель № 14107 и 15628 «Установка подготовки жидких компонентов для замеса теста». Отработаны и рекомендованы особенности технологического процесса приготовления хлебобулочных изделий на очищенной воде.

Предложены основные направления минерализации предварительно очищенной воды: для интенсификации жизнедеятельности микрофлоры полуфабрикатов хлебопекарного производства; для разработки изделий массового потребления повышенной физиологической ценности, а также для изделий специального назначения.

Разработаны пути минерализации предварительно очищенной воды: использование минеральных солей и добавок растительного происхождения -кабачково-молочного полуфабриката и соевой сыворотки.

Разработан дифференцированный подход к использованию многокомпонентных порошкообразных полуфабрикатов в производстве хлебобулочных изделий: использование морковно-молочного и морковно-паточного полуфабрикатов рекомендовано в производстве хлеба из сортовой пшеничной муки, яблочно-паточного полуфабриката - в производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки. На способы производства хлебобулочных изделий с многокомпонентными порошкообразными полуфабрикатами получены патенты № 2151510, 2156575.

Установлены параметры замеса теста с применением морковно-паточного порошкообразного полуфабриката.

Разработана и утверждена нормативная документация на новые виды изделий с морковно- тыквенно-паточными и молочными полуфабрикатами ТУ,ТИ,РЦ 9115-002-03535832-98 , с соевыми продуктами из сортовой пшеничной муки РЦ, ТИ 911400-03525832-004-99, с яблочно-паточным полуфабрикатом из смеси ржаной и пшеничной муки РЦ,ТИ 911300-03525832003-98 .

Хлеб «Успенский» удостоен диплома Всероссийской конференции с международным участием «Современное хлебопечение -2000». Хлеб «Здоровье» награжден бронзовой медалью Российской агропромышленной выставки в конкурсе-дегустации «Лучшая продовольственная продукция-2000».

Разработанные виды хлебобулочных изделий постоянно вырабатываются АООТ «Хлебозавод № 2» г.Воронежа. В постоянной эксплуатации находятся установки по очистке воды.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций, дипломном проектировании, выполнении учебно-исследовательской работы студентов на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронежской государственной технологической академии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и докладывались:

- на Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 1998 г); второй межрегиональной научно-практической конференции «Пищевая промышленность-2000» (Казань, 1998 г.); 1-ой Международной научно-практической конференции «Проблемы здорового питания» (Орел, 1998 г); межрегиональной научной конференции «Продовольственная безопасность России. Качество продуктов питания-99»

10

Воронеж, 1999 г); III Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии и системы» (Воронеж, 1999 г); Международной научной конференции «Прогрессивные пищевые технологии - третьему тысячелетию» (Краснодар, 2000 г); III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 2000 г); третьей Международной научно-практической конференции «Продовольственный рынок и проблемы здорового питания» (Орел, 2000); отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии за 1998-2000 гг.

Публикации. По материалам диссертации получено 4 патента на изобретение, 3 свидетельства на полезную модель, положительные решения по заявке № 2000125786 на выдачу патента и свидетельству на полезную модель, опубликованы монография и 15 работ. Разработана нормативная документация: ТУ, ТИ, РЦ 9115-002-03535832-98 «Изделия булочные «Осенние»; РЦ, ТИ 911400-03525832-004-99 на хлеб соевый «Здоровье»; РЦ, ТИ 911300-03525832-003-98 на хлеб «Успенский».