автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Повышение качества муки и хлеба с использованием акустико-кавитационно активированной воды

Введение

1 Обзор научно-технической литературы

1.1 Физико - химические аномалии воды и анализ методов ее активации

1.2 Влияние воды на свойства зерна

1.3 Способы кондиционирования зерна и их анализ 25 * 1.4 Анализ использования воды и жировых продуктов различной подготовки в хлебопечении

Продукты питания - важнейший источник жизнедеятельности человека, основа становления и поддержания его физического здоровья и один из факторов интеллектуальной деятельности. Зерно для производства разнообразных продуктов питания человечество использует на протяжении нескольких тысячелетий. Накопленный за многие столетия практический опыт и поиски ученых обеспечили высокий уровень технологии муки и крупы [1]. Современные условия жизни, для которых характерны экологическое неблагополучие, стрессовые ситуации, неустойчивая экономическая обстановка, заставляют искать новые подходы к своему питанию [2]. Пересмотр наших представлений о составе и свойствах пищи требует новых технологий и соответственно новых машин и аппаратов для их реализации [3]. Основываясь на физиологических нормах потребления продуктов питания, предприятия перерабатывающих отраслей выпускают огромный ассортимент пищевых продуктов [3]. Тем не менее, в силу сложившихся исторических, экономических и природно-климатических условий, национальных особенностей и бытовых традиций, население России привыкло потреблять сравнительно большое количество хлеба, с которым оно получает около 40% необходимых для жизнедеятельности калорий, 30% белка, 40% углеводов, многие витамины и микроэлементы. Хорошо выпеченный хлеб является не только источником питательных веществ, но и своеобразным катализатором. При его употреблении ускоряется пищеварение, повышается усвояемость других продуктов [4]. В России, где хлеб является одним из основных продуктов питания, рациональным является сбалансирование химического состава и энергетической ценности хлебобулочных изделий [5].

Улучшение качества муки путем воздействия на свойства зерна является актуальной проблемой мукомольной промышленности, так как в последние годы наблюдается устойчивая тенденция снижения качества зерна.

Значительный объём используемого в переработку на муку зерна пшеницы является дефектным. Хлеб, выпекаемый из такой муки, имеет ухудшенный внешний вид, состояние и цвет мякиша, ускоряется черствение, увеличивается крошковатость, снижается пищевая ценность.

Улучшение качества хлеба выпекаемого из такой муки ведётся путем использования различных пищевых добавок [6] и растительных белков [7], что изменяет традиционный вкус и аромат и ведет к удорожанию продукции.

Поэтому требуется разработка новых технологий, позволяющих управлять свойствам зерна и повышать эффективность его использования.

В мукомольной промышленности важное значение имеет процесс управления технологическими свойствами зерна - кондиционирование (гидротермическая обработка), которое существенно улучшает мукомольные свойства зерна и хлебопекарные достоинства муки [8].

Наиболее распространенным способом является холодное кондиционирование, при котором продолжительность отволаживания зерна (в зависимости от типа и стекловидности) составляет б - 24 ч.

На основе фундаментальных исследований Я.Н. Куприца, В.Л., Кретовича, Г.А. Егорова, П.П. Тарутина, И.А. Наумова и др. созданы способы интенсифицированного кондиционирования зерна с подводом тепловой энергии т.е. с использованием подогретой воды или насыщенного пара, что связано с материальными затратами и усложнением технологического процесса подготовки зерна к помолу.

Исследованиями ученых установлена эффективность применения активированной различными способами воды для улучшения качества муки и хлеба [9,10].

Г.А. Егоров, O.A. Сушенкова, Т.С. Ярославцева показали, что применение электрохимически активированной воды при кондиционировании зерна позволяет сократить продолжительность отволажива-ния и повысить качество муки [1,11].

Важную роль вода играет в хлебопечении. Исследованиями Л.Я. Ауэрмана, Л.И. Пучковой, Г.С. Федоровой и др. показана эффективность использования жировых продуктов в виде жироводной эмульсии для повышение качества хлебобулочных изделий.

В последние годы С.Д. Шестаковым разработаны акустико - ка-витационный метод обработки воды и сырья и основные направления их использования в мукомольной и хлебопекарной промышленности [12].

В связи с широким диапазоном почвенно - климатических условий произрастания пшеницы в нашей стране, нахождением РФ в зоне неустойчивого земледелия, существует проблема обеспечения мукомольной промышленности зерном мельничных кондиций.

Влияние неблагоприятных погодных факторов, повреждение пшеницы засухой, прорастанием, клопом - черепашкой изменяет природные структурно - механические и биохимические характеристики зерна, усложняет процесс управления его технологическими свойствами - кондиционирования.

Учитывая перспективность способа обработки сырья и применения акустико - кавитационно активированной воды (АКАВ) в пищевых системах является актуальной разработка технологий муки и хлеба, обеспечивающих интенсификацию кондиционирования зерна, повышение выхода муки, ее хлебопекарных свойств, улучшение качества хлебобулочных изделий.

Научная новизна. Установлена интенсификация разрыхления эндосперма пшеницы, подтверждаемая изменением показателя твердо-зерности, в связи с чем сокращается продолжительность процесса отволаживания зерна, увлажненного акустико - кавитационно активированной водой, и улучшаются его технологические свойства (патент РФ №2171568).

Выявлен эффект улучшения деформационных свойств клейковины при использовании АКАВ для пшеницы содержащей зерна, поврежденные клопом - черепашкой.

Получены закономерности влияния АКАВ на качество хлеба в зависимости от хлебопекарных свойств зерна и муки. Установлено наибольшее повышение качества хлеба из муки со слабой клейковиной при комплексном применении АКАВ для кондиционирования зерна и при замесе теста (патент РФ № 2171582).

Установлено повышение качества хлеба при использовании жировых продуктов в виде жироводной эмульсии и жиро - водно - мучной смеси, полученных акустическим способом (патент РФ №2171583, №2172207).

Выявлено повышение бродильной активности дрожжей в водно -мучной среде, обработанной акустическим способом, обеспечивающей улучшение качества хлеба (патент РФ №2184145).

Практическая значимость. На основании результатов исследований разработаны, утверждены и внедрены:

- «Рекомендации по кондиционированию зерна акустико - кавитаци-онноактивированной водой» (зерно урожая 2000г.,2001г.);

- «Инструкция по приготовлению жироводных эмульсий акустокавита-ционным методом и их применению в хлебопекарном производстве»;

- «Рекомендации по улучшению качества хлеба из пшеничной муки со слабой клейковиной с использованием акустико - кавитационно активированной воды » - дополнение №1 к «Рекомендациям по улучшению качества хлеба из муки с пониженными хлебопекарными свойствами» ГосНИИХП.

выводы

1 Разработан и научно обоснован процесс кондиционирования зерна в технологии муки

1.1 Установлено, что при использовании АКАВ для кондиционировния пшеницы продолжительность отволаживания уменьшается в 1,5-2 раза.

1.2 Отмечены меньшие потери влаги (на 0,3%) при перемещении пневмотранспортом после кондиционирования АКАВ с сокращенным временем отволаживани от бункера до I драной системы в сравнении с водопроводной водой зерна при внутрицеховом перемещении.

1.3 Применение акустико - кавитационно активированной воды повышает стабильность процесса производства муки на 10 -15 % и снижает чувствительность процесса к внешним факторам в 2,3 раза.

1.4 Установлено положительное влияние АКАВ на мукомольные свойства зерна:

- общий выход муки увеличивается в среднем на 0,12 -1,15%

- выход муки высшего сорта . на 1,25 -2,00%

- содержание клейковины в муке высшего сорта на 0,4 - 2,8%

1.5 Показан эффект деформационных свойств клейковины при использовании АКАВ для пшеницы с содержанием зерен, поврежденных клопом - черепашкой.

1.6 Для муки высшего сорта из зерна среднего качества, увлажненного АКАВ, установлено увеличение объемного выхода хлеба на 9 -11%; формоустойчивости на 10 -12%; для из пшеницы, поврежденной клопом - черепашкой объемный выход хлеба увеличивается на 13 -14%, формоустойчивость на 12%.

Результаты лабораторных и производственных испытаний подтверждены статистической обработкой данных.

На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по кондиционированию зерна акустико - кавитационно активированной водой.

2 Разработаны способы повышения качества хлеба с использованием АКАВ.

2.1 Установлено, что при применении АКАВ для замеса теста повышаются удельный объем хлеба на 15 - 18 %, формоустойчивость на 12 -15%. При этом качество хлеба улучшалось в большей степени при использовании зерна, поврежденного клопом - черепашкой.

Устойчивость хлеба с АКАВ к развитию картофельной болезни повышалась до 3-х суток.

2.2 Выявлено, что комплексное использование АКАВ на стадии кондиционировании зерна и при замесе теста повышает качество хлеба из пшеничной муки со слабой клейковиной: увеличение удельного объема составило 26%; формоустойчивости 24%; пористости 5%. Качество хлеба из муки с крепкой клейковиной на АКАВ снизилось по сравнению с хлебом без АКАВ.

2.3 Применение жиро - водной эмульсии, жиро - водно - мучной смеси, приготовленных акустическим способом, улучшает качество хлеба: увеличение удельного объема составило 10 - 18%, формоустойчивости 10 - 15%, по сравнению с контролем с необработанным жировым продуктом.

При применении жиро - водно - мучной смеси показатели качества были выше по сравнению с хлебом с жироводной эмульсией.

2.4 Проведение активации прессованных дрожжей в водно - мучной смеси, обработанной акустическим способом, повышало качество хлеба: увеличение удельного объема составило 11%, формоустойчивости 5% по сравнению с контролем на дрожжах, активированных в водно - мучной среде. Показано, что активация дрожжей в акустически обработанной среде повышало интенсивность газообразования в тесте: количество выделившегося диоксида углерода увеличилось на 18% через 1,5ч брожения.

3 Проведенные производственные испытания разработанных технологий по производству хлебобулочных изделий с применением жировых продуктов и мучной среды для активации дрожжей, приготовленных акустическим способом, подтвердили данные лабораторных испытаний.

Разработаны и утверждены инструкции по приготовлению жиро-водных эмульсий акустокавитационным методом и их применению в хлебопекарном производстве, рекомендации по активации хлебопекарных дрожжей, рекомендации по улучшению качества хлеба из пшеничной муки с пониженными хлебопекарными свойствами.

1. Егоров Г.А. Управление технологическими свойствами зерна. -Воронеж.: Изд-во Воронежского университета, 2000. 348с.

2. Драчева Л. На пороге XXI века //Хлебопродукты. 2001. - №3 -С.10 -12.

3. Заяц Ю.А., Прохоров А.Н., Яровой В.Л. Совершенствование технологических процессов в перерабатывающей промышленности. Киев.: Урожай, 1991. - 192с.

4. Созинов A.A. «Ценность хлебного зерна». М.: Советская Россия, 1980.-240с.

5. Клевец М., Матвеева И., Шмелева Т. Влияние пищевых добавок на сохранение свежести хлеба // Хлебопродукты. 2000. - №5. -С. 24.

6. Дремучева Г., Карчевская О., Поландова Р. Улучшение качества хлеба из муки с пониженными свойствами //Хлебопродукты. -2000. №4. - С.26 - 27.

7. Карнаушенко Л., Пшенишнюк Г., Шарова А., Шевченко Р. Влияние длительности замеса с белковыми добавками на технологический процесс// Хлебопродукты. -1999. №8. - С.23 - 25.

8. Воронин В.Г., Егоров Г.А., Коньков П.М., Хорцев Б.Н. Технологическая и экономическая эффективность гидротермической обработки на мельницах //Хранение и переработка зерна. Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИ, 1967. - С.7 -14.

9. Корчагин В.И. и др. Применение в хлебопечении временно активированной воды //Хлебопечение России. 2000.- №5. - С.16.

10. Наместников А.Ф. Пищевые продукты с промежуточной влажностью. М.: Пищевая промышленность, 1980.-208с.

11. Егоров Г.А. Активация воды важнейший фактор эффективности помола // Хлебопродукты. - 2002. - №5.- С.22 - 23.12