автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка и оценка качества мучных кондитерских изделий с растительными маслами

На правах рукописи

Мерман Александр Дмитриевич

РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ

Специальность- 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов

и функционального и специализированного назначения и общественного питания

2 8 НОЯ 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2013

005540892

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (ФГБОУ ВПО КемТИПП) Министерства образования и

науки РФ

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Рензяева Тамара Владимировна

Официальные оппоненты: Резниченко Ирина Юрьевна,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», профессор кафедры «Товароведение и управление качеством-1

Дерканосова Наталья Митрофановна,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», заведующая кафедрой «Товароведение и экспертиза товаров»

Ведущая организация: Негосударственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования Центрсоюза Российской Федерации «Сибирский университет потребительской кооперации», г. Новосибирск

Защита состоится «19» декабря 2013 г в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, тел./факс 8(3842)39-68-54.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».

С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (http://www.kemtipp.ru).

Автореферат разослан « Щ» ноября 2013 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Гореликова Г. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Целями государственной политики в области питания являются сохранение и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием. Основами государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации до 2020 года предусматривается удовлетворение потребностей различных групп населения в здоровом питании с учетом их традиций, привычек и экономического положения в соответствии с требованиями медицинской науки. Для этого необходимо расширение ассортимента продуктов повышенной пищевой ценности, функционального назначения, разработка и внедрение инновационных технологий их производства.

Мучные кондитерские изделия (МКИ) являются традиционными продуктами потребления в РФ, которые доступны всем слоям населения и'пользуются постоянным устойчивым спросом. Однако они способны нарушать сбалансированность рациона, как по пищевым веществам, так и по энергии, вследствие большого количества углеводов, жиров и незначительного содержания физиологически функциональных ингредиентов - белков, полиненасыщенных жирных кислот (ЖК), витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон и т.д.

Качество и пищевая ценность МКИ в значительной степени зависят от свойств и состава преобладающего по количеству сырья, которым являются мука пшеничная хлебопекарная, сахар-песок и жиры.

Пшеничная мука является основным структурообразующим компонентом теста, однако, она содержит много крахмала, бедна белком, пищевыми волокнами, минеральными веществами, витаминами. Частичная замена пшеничной муки такими нетрадиционными видами, как гороховая, кукурузная, гречневая, овсяная мука, имеющими более разнообразный и ценный состав пищевых веществ, позволит повысить пищевую ценность МКИ и расширить их ассортимент.

В производстве МКИ в основном используются твердые жиры — пальмовое масло, маргарины и кондитерские жиры, которые часто содержат значительные количества насыщенных ЖК и транс-изомеров ЖК. Альтернативой таким жирам являются жидкие растительные масла, которые имеют высокую пищевую ценность, меньшую стоимость, удобны в хранении, дозировании и применении. Однако их внесение в рецептуры печенья ограничено тем, что они плохо удерживаются тестом и изделиями, выделяются в процессе производства и хранения, что требует использования специальных технологических приемов и сырьевых компонентов.

Разработка рецептур и технологии, предусматривающих использование жидких растительных масел и нетрадиционных видов муки, позволяет решать задачи повышения пищевой ценности и безопасности МКИ при сохранении их традиционных потребительских характеристик и является актуальным и перспективным направлением научных исследований.

Степень разработанности темы исследований. Значительный вклад в разработку МКИ повышенной пищевой ценности внесли ученые Л.М. Аксенова, Т.В. Савенкова, М.А. Талейсник, Г.О. Магомедов, В.А. Тутельян, Л.Н. Шатнюк, Т.Б. Цыганова, З.Г. Скобельская, В.А Васькина, С.Я. Корячкина, Н.М. Дерканосова и другие.

Однако отечественных МКИ повышенной пищевой ценности и функциональной направленности явно недостаточно. Расширение их ассортимента требует использования нетрадиционных сырьевых компонентов и технологических приемов, обеспечивающих традиционное качество при более разнообразном и ценном химическом составе. Необходимость увеличения производства МКИ повышенной пищевой ценности обусловлена также меняющимися взглядами потребителей и все возрастающим спросом на продукты здорового питания.

Цель исследований: разработка рецептур и технологии печенья повышенной пищевой ценности посредством использования жидкого растительного масла, нетрадиционных видов муки, оценка его товароведных характеристик и конкурентоспособности.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

— обоснование выбора сырьевых компонентов на основе исследований функционально-технологических свойств и анализа химического состава, обуславливающих их технологические свойства и пищевую ценность;

— совершенствование технологии печенья с использованием жидких растительных масел на основе изучения структурно-механических свойств теста и показателей качества готовых изделий;

- определение оптимальных соотношений основных рецептурных компонентов для сдобного и сахарного печенья с жидкими растительными маслами путем исследований факторов, формирующих свойства теста и качество готовых изделий;

— товароведная оценка сдобного и сахарного печенья с растительными маслами, установление сроков их хранения;

- совершенствование квалиметрической модели оценки конкурентоспособности МКИ и оценка конкурентных преимуществ разработанных изделий;

- промышленная апробация разработанных рецептур и технологии, разработка технической документации, оценка экономической эффективности производства печенья с растительными маслами.

Научная новизна. Научно обоснованы факторы, формирующие потребительские свойства печенья повышенной пищевой ценности посредством использования жидкого растительного масла и нетрадиционных видов муки.

Изучены функционально-технологические свойства мучных смесей пшеничной, овсяной, гороховой, кукурузной и гречневой муки, обуславливающие их стабилизирующее действие в рецептурах МКИ с жидкими растительными маслами.

Усовершенствована технология производства печенья с жидкими растительными маслами, позволяющая стабилизировать тесто и готовые изделия

использованием сырьевых компонентов с необходимыми свойствами и установленной последовательности технологических операций. Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2459415 «Способ приготовления печенья».

Установлены оптимальные соотношения муки, растительного масла и комплекса пищевых добавок, обеспечивающие требуемые свойства теста и качество сахарного и сдобного печенья с использованием растительных масел методом наложения проекций поверхностей функций отклика.

Определены товароведные характеристики печенья повышенной пищевой ценности с использованием растительных масел и нетрадиционных видов муки, обоснованы сроки хранения.

Усовершенствована квапиметрическая модель оценки конкуретчзспособ-ности печенья с учетом потребительских свойств, требований технических регламентов и критериев технологичности производства.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы для исследований, связанных с разработкой МКИ повышенной пищевой ценности, функциональной направленности и технологий их получения. Теоретически обоснованы закономерности формирования структуры теста и качества печенья с использованием жидкого растительного масла, натуральных пищевых добавок и нетрадиционных видов муки. Рецептуры и инновационный способ производства печенья с растительными маслами будут способствовать увеличению производства печенья повышенной пищевой ценности на предприятиях кондитерской промышленности. Усовершенствавана модель оценки конкурентоспособности МКИ квалиметрическим методом.

По результатам исследований разработаны и утверждены технические документы для производства МКИ повышенной пищевой ценности: РЦ 9131023-50602299-2012 сдобное печенье «Росток»; РЦ 9131-024-50602299-2012 сдобное печенье «Колосок»; ТИ 9131-025-50602299-2012 Технологическая инструкция по производству сдобного печенья с жидким растительным маслом; СТО 9131-026-50602299-2012 Стандарт организации. Печенье сдобное с жидким растительным маслом.

Разработанные рецептуры и технология производства печенья с растительным маслом и нетрадиционными видами муки апробированы и внедрены на ООО «Магия» (г. Кемерово).

Результаты исследований применяются в учебном процессе на кафедре «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» ФГБОУ ВПО КемТИПП при проведении учебно-исследовательской работы студентов, выполнении выпускных квалификационных работ инженеров и бакалавров.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертационной работы является использование общепринятых современных теорий, концепций, методик и средств проведения исследований, связанных с вопросами разработки, производства и оценки конкурентоспособности мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности.

При выполнении работы использовались общепринятые, стандартные и специальные методы исследований, сбора и обработки информа-

ции: органолептические, физико-химические, реологические, математические, графические, статистические.

Положения, выносимые на защиту:

-результаты исследований функционально-технологических свойств мучных смесей пшеничной, овсяной, гороховой, кукурузной и гречневой муки, обуславливающие их использование в рецептурах МКИ с жидкими растительными маслами;

-усовершенствованный способ производства печенья, позволяющий стабилизировать тесто и изделия с жидкими растительными маслами;

-результаты оптимизации соотношений основных рецептурных компонентов для сахарного и сдобного печенья с использованием жидких растительных масел; -

-результаты исследования товароведных характеристик сахарного и сдобного печенья с растительными маслами, установленные сроки хранения;

-усовершенствованная квалиметрическая модель оценки конкурентоспособности МКИ с учетом потребительских свойств, требований технических регламентов и технологичности производства.

Степень достоверности результатов подтверждается проведением экспериментальных исследований в многократной повторности с использованием стандартных и специальных методов, в том числе с применением статистического и математического анализа при доверительной вероятности 0,95. Выводы и заключения основываются на результатах, приведенных в общедоступной фундаментальной и прикладной научной литературе. Основные результаты исследований отражены в рецензируемых научных изданиях, получен патент РФ на изобретение.

Апробация результатов. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях: «Управление инновациями в торговле и общественном питании» (г. Кемерово, 2010); «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2010); «Актуальные проблемы качества и конкурентоспособности товаров и услуг» (г. Набережные Челны, 2011); «Актуальные вопросы развития пищевой промышленности» (г. Челябинск, 2011); «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2011); «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия 21 века» (г. Краснодар, 2011); «Кузбасс: образование, наука, инновации» (г. Кемерово, 2011); «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья» (г. Владивосток, 2011); «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2012); «Приборное и научно -методологическое обеспечение исследований и разработок в области инновационных технологий производства продуктов питания функционального назначения» (г. Кемерово, 2012); «Кузбасс: образование, наука, инновации» (г. Кемерово, 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 в зарубежном издании. Получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и семи глав, в том числе обзора литературы, методологии проведения работы, четырех глав результатов исследований и разработок, практической реализации результатов работы, а также заключений, списка использованной литературы, списка сокращений и приложений. Работа изложена на 145 страницах основного текста и содержит 29 таблиц, 14 рисунков. Библиографический список включает 147 источников российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, отражена научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

Глава 1 Обзор литературы. В главе представлен анализ научно-технической и патентной литературы по теме диссертационной работы. Дана характеристика пищевой ценности МКИ. Представлены состав, свойства и способы использования нетрадиционных видов муки и растительных масел в производстве МКИ. Проанализирован опыт разработки технологий и рецептур МКИ повышенной пищевой ценности и функциональной направленности. Проведен анализ квалиметрических моделей оценки конкурентоспособности пищевых продуктов.

Глава 2 Объекты и методы исследований. Экспериментальные исследования проводились на базе научно-технической лаборатории кафедры «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», аккредитованной испытательной лаборатории ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Кемеровской области».

Общая схема исследований представлена на рисунке 1.

Объектами исследований являлись: мука пшеничная хлебопекарная высшего и первого сортов, кукурузная, гороховая, овсяная, гречневая мука; натуральные пищевые добавки: комплексный стабилизатор на основе ксан-тановой и гуаровой камедей «Стабисол МР-63», препарат пшеничной клетчатки «Витацель», соевый белковый изолят «Майсол»; рапсовое дезодорированное рафинированное масло; образцы теста и готовых изделий - сдобного и сахарного печенья.

Для решения поставленных задач применяли стандартные, общепринятые и специальные методы исследования, в том числе органолептические, физико-химические, реологические, квапиметрические, методы математического планирования эксперимента и обработки данных с использованием пакетов прикладных программ «Statistica 8.0», MS Excel, Photoshop CS2.

Глава 3 Обоснование выбора рецептурных компонентов для повышения пищевой ценности МКИ. В рецептурах печенья в основном используются пальмовое масло, маргарины и кондитерские жиры на основе гидрогенизированных растительных масел, которые содержат значительные

количества насыщенных ЖК, транс-изомеров ЖК, а также искусственных пищевых добавок (ПД) с нормированным уровнем потребления.

Рисунок 1 - Схема исследований

Альтернативой таким жирам могут служить жидкие растительные масла, которые имеют высокую пищевую ценность благодаря присутствию в их составе полиненасыщенных ЖК, токоферолов, фосфолипидов и др. Однако жидкие масла плохо удерживаются тестом и готовыми изделиями, выделя-

ются из них в процессе производства и хранения. Для стабилизации структуры теста и качества готовых изделий необходимо применять сырьевые компоненты и технологические приемы, позволяющие эмульгировать, связывать и удерживать жидкие растительные масла.

Наибольшим по количеству рецептурным компонентом МКИ является мука, которая оказывает определяющее влияние на их пищевую ценность. В основном используется пшеничная хлебопекарная мука, которая имеет несбалансированный состав. Сравнительный анализ химического состава пшеничной хлебопекарной муки и гороховой, кукурузной, овсяной, гречневой муки показывает, что использование нетрадиционных видов муки позволяет повысить содержание белка, в том числе по лимитирующим аминокислотам, пищевых волокон, минеральных веществ (калия, кальция, магния, фосфора, железа), витаминов группы В и др.

В образовании теста ведущая роль принадлежит глиадину и глютенину пшеничной муки, которые образуют клейковину. Нетрадиционные виды муки, в том числе гороховая, кукурузная, овсяная, гречневая, не содержат белков, способных образовывать клейковину, вследствие чего замена пшеничной муки должна происходить частично, что позволит обеспечить сохранение необходимых реологических свойств теста и традиционных потребительских характеристик готовых изделий.

Функционально-технологические свойства различных видов муки и мучных смесей. Гороховая, кукурузная, овсяная, гречневая мука имеют ценный и разнообразный состав пищевых веществ, а также обладают определенным набором технологических свойств. В работе определялись функционально-технологические свойства (ФТС) данных видов муки и их смесей с хлебопекарной пшеничной мукой высшего сорта: водоудерживающая (ВУС), жироэмульгирующая (ЖЭС), жироудерживающая (ЖУС) способности, стабильность эмульсии (СЭ).

Среди исследованных видов муки наибольшей ВУС обладала гречневая мука, ЖУС - кукурузная, ЖЭС и СЭ - гороховая и овсяная. Их использование в смеси с пшеничной мукой позволит варьировать ФТС мучных смесей одновременно с коррекцией пищевой ценности.

В ходе исследований определялись ФТС двухкомпонентных и трех-компонентных смесей пшеничной муки высшего сорта (Пш в/с) с мукой нетрадиционных видов в различных соотношениях. Исходя из необходимости связывания и удержания жидкого растительного масла, в состав смесей вносили гороховую (Гор), овсяную (Овс) и кукурузную (Кук) муку.

Результаты определения ФТС двухкомпонентных мучных смесей на примере смеси овсяной и хлебопекарной пшеничной муки высшего сорта представлены на рисунке 2.

Из рисунка 2 видно, что последовательное увеличение количества овсяной муки повышает ЖЭС и СЭ мучных смесей, что обусловлено сокращением доли крахмала и увеличением доли белка и пищевых волокон. ЖУС данных мучных смесей увеличивается незначительно, поскольку овсяная мука содержит много жиров.

г

Овс 100

0 Пш в/с 85Овс 15

1

® Пш в/с 900вс 10 в

| Пш в/с 95 Овс 5

а ©

а Пш в/с юо

мш

Я

1]

I

е Пш в/с 85 Овс 15

Е

3 Пш в/с 900вс 10 в

Е Пш в/с 95 Овс 5

ш а е

В Пш в/с 100

1 1 1

шшшшжшш

Я

Я

1

]

0 10 20 30 40 50 Жнроэмульгяруюш&я способность, %

а)

0 Ю 20 30 40 Стабильность эмульсии, %

б)

Рисунок 2 - Функционально-технологические свойства двухкомпонентных мучных смесей: а) жироэмуиьгирующая способность (ЖЭС); 6) стабильность эмульсии (СЭ)

В состав трехкомпонентных мучных смесей дополнительно вводили кукурузную муку, которая об ладала высокой ЖУС. Результаты определения ФТС трехкомпонентных мучных смесей на примере смесей гороховой, кукурузной и пшеничной муки представлены на рисунке 3.

Гор 100 р Пш в/с 85:Гор 10:Кук 5 Пш в/с 90:Гор 5:Кук 5 Пп в/с 86:Гор 7:Кук 7 Пш в/с 85:Гор 5:Кук 10 Кук 100 Пш в/с 100

Гор 100

4»

| Пш в/с 85:Гор 10:Кук 5 | Пш в/с 86 :Гор 7:Кук 7 ® Пш в/с 85:Гор 5:Кук 10 | Пш в/с 90:Гор 5:Кук 5 |, Кук 100

Пш в/с 100

0 10 20 30 40 50 60 Жироэмульгнрующая способность, %

а)

0 10 20 30 40 50 Стабильность эмульсии, %

б)

Рисунок 3 - Функционально-технологические свойства трехкомпонентных мучных смесей: а) жироэмупьгирующая способность (ЖЭС); б) стабильность эмульсии (СЭ)

На диаграммах, представленных на рисунке 3, наблюдается постепенный рост ЖЭС и СЭ при увеличении дозировок муки нетрадиционных видов. Значения ЖЭС и СЭ трехкомпонентных смесей повышаются с увеличением дозировки гороховой муки в их составе, что связано с сокращением доли крахмала и увеличением доли пищевых волокон и белка, а также их качественным составом. При повышении дозировки кукурузной муки в смесях наблюдается рост их ЖУС прямопропорционально содержанию кукурузной муки, что может быть обусловлено увеличением содержания пищевых волокон и растворимых белков, вносимых с ней.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что использование в рецептурах МКИ мучных смесей пшеничной муки с исследованными нетра-

диционными видами муки, позволит повысить стабильность теста и готовых изделий с жидкими растительными маслами. '

Изменения клейковины мучных смесей отслеживались по количеству и качеству клейковины, отмываемой из них. Мучные смеси готовились с заменой 5, 10, 15, 20 % пшеничной муки на муку других видов. В качестве контроля использовалась проба клейковины из смеси пшеничной муки с крахмалом. Результаты определения количества и качества сырой клейковины в мучных смесях представлены на рисунке 4.

0 5 10 15 20 - 0 5 10 15 20

Дозировка различных видов муки, % к массе Дозировка различных видов муки, % к массе

Гречневая -сь Кукурузная -°-Овсянная -о-Гороховая -«-ГречневаяКукурузная-^-Овеянная -й-Гороховая

а) б)

Рисунок 4 - Влияние частичной замены пшеничной муки в мучных смесях: а) - на количество клейковины; б) - на качество клейковины

Из полученных результатов следует, что с увеличением дозировки овсяной, гречневой, кукурузной, гороховой муки и крахмала снижается количество клейковины в смесях. У смесей пшеничной муки с гороховой и овсяной мукой отмечается менее значительное снижение количества клейковины.

С увеличением дозировки гречневой и кукурузной муки, значение ИДК клейковины увеличивались, что свидетельствует о повышении пластичных и снижении упругих свойств. Использование кукурузной и гречневой муки в рецептурах МКИ вместо крахмала позволит увеличить пластичность теста одновременно с повышением пищевой ценности изделий.

Внесение овсяной и гороховой муки приводит к укреплению клейковины, что подтверждается также работами других ученых, и может быть обусловлено увеличением содержания белков, способных к взаимодействию с клейковинными белками пшеничной муки.

Глава 4 Совершенствование технологии мучных кондитерских изделий с растительными маслами. Использование жидких растительных масел в производстве МКИ ограничено трудностями, связанными с недостаточным связыванием и удержанием их тестом и изделиями, что отражается на качестве и стабильности изделий в процессе производства и хранения. Для решения этих проблем необходимо применение специальных технологических приемов и сырьевых компонентов.

В работах Рензяевой Т.В., Дмитриевой Е.В. представлена технология приготовления печенья с жидкими растительными маслами, предусматривающая для стабилизации систем с жидким маслом использовать натураль-

ные пищевые добавки на основе высокомолекулярных соединений - белков и полисахаридов. При этом пищевые добавки смешиваются с жидким растительным маслом, в результате чего получается полуфабрикат, называемый жировой фазой, который затем вносится в состав эмульсии, приготовленной из прочих рецептурных компонентов за исключением муки и крахмала. Тесто замешивается из эмульсии и муки, либо мучной смеси муки и крахмала.

С целью совершенствования предложенной технологии изучалось влияние способа внесения жировой фазы в тесто на эффективность связывания и удержания жидкого растительного масла тестом, сахарным и сдобным печеньем. Для этого проводился сравнительный анализ разных способов внесения жировой фазы: в состав эмульсии из смеси рецептурных компонентов и жировой фазы; приготовление жиромучной смеси из муки или мучной смеси и жировой фазы. Смесь рецептурных компонентов готовилась путем смешивания всех рецептурных компонентов, кроме муки или мучной смеси и жировой фазы, жиромучная смесь - смешиванием жировой фазы с мукой или мучной смесью. В качестве контроля использовались тесто, сахарное и сдобное печенье, приготовленные по традиционным технологиям на маргарине.

При внесении жировой фазы в эмульсию и последующем смешивании полученной эмульсии с мукой растительное масло связывается мукой недостаточно, что негативно отражается на свойствах теста и готовых изделий. Поскольку при замесе теста вода и жировая фаза являются конкурентами при взаимодействии с мукой, это приводит к формированию более выраженных упругих свойств теста за счет набухания клейковинных белков и ограниченному связыванию жидкого масла компонентами муки.

При смешивании жировой фазы с мукой, пластические и упругие деформаций теста наиболее близки к значениям контрольного образца. Тесто характеризуется высокой пластичностью, хорошо формуется, не прилипает к рабочим поверхностям. Готовые изделия обладают требуемыми качественными характеристиками и удерживают масло при хранении.

Полученные результаты послужили основой для совершенствования способа приготовления печенья с использованием жидких растительных масел, согласно которому технологический процесс состоит из приготовления смеси рецептурных компонентов, жировой фазы, жиромучной смеси, замеса теста, формования, выпечки и охлаждения. Новизна принятых технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение.

Установление оптимальных соотношений основных компонентов в рецептурах печенья с растительными маслами. В рецептурах печенья наибольшая доля приходится на муку, состав и качество которой во многом определяют свойства теста и качественные характеристики готовых изделий. Согласно усовершенствованной технологии печенья с растительными маслами, к определяющим стадиям формирования структурно-механических свойств теста и потребительских характеристик готовых изделий относится стадия получения жиромучной смеси из муки и жировой фазы, которая представляет смесь жидкого растительного масла с комплексом ПД. Комплекс ПД стабилизирующего действия готовится на основе гуаровой и ксантановой камедей, препарата пшеничной клетчатки и соевого белкового изолята.

Для установления оптимальных соотношений муки, растительного масла и комплекса ПД в рецептурах сахарного и сдобного печенья были спланированы и реализованы двухфакгорные эксперименты на трех уровнях. Пределы изменений факторов варьирования составили: X, - количество растительного масла, % к массе муки - для сахарного печенья от 10 до 20%, для сдобного печенья от 15 до 50 %; Х2 - дозировка комплекса ПД от 1 до 5 % к массе растительного масла. В качестве параметров оптимизации были приняты: У1 - пластические деформации теста, мм; У2 - упругие деформации теста, мм; У3 - индекс качества МКИ, включающий органолептические показатели, плотностей намокаемость.

В результате обработки полученных результатов в программе 8Ш1511са 6.0 были получены уравнения, адекватно описывающие зависимости свойств теста и индексов качества сдобного и сахарного печенья от варьируемых факторов в реализованном диапазоне их изменения, а также построены поверхности функций отклика и проекции их сечений на плоскость. Методом наложения проекций поверхностей получены области оптимальных соотношений муки, растительного масла и комплекса ПД. Область оптимальных значений на примере сдобного печенья представлена на рисунке 5.

-комплексный показатель качества

— — упругие деформации -------пластические деформация

Рисунок 5 - Область оптимальных соотношений компонентов в рецептурах сдобного печенья с растительными маслами

Для получения сдобного печенья требуемого качества оптимальными являются следующие соотношения рецептурных компонентов: количество растительного масла от 22 до 34 % к массе муки, комплекса ПД стабилизирующего действия - от 1,6 до 2,9 % к массе масла.

Аналогично определялась область оптимальных соотношений рецептурных компонентов для сахарного печенья. В соответствии с полученной областью оптимальными являются следующие соотношения: количество жидкого растительного масла от 14 до 17 % к массе муки, комплекса ПД - от 1,0 до 3,5 % к массе масла

Для экспериментальной проверки оптимальных соотношений рецептурных компонентов проводились пробные выпечки печенья, для которых выбирались значения соотношений сырья, расположенные в оптимальной области. По результатам лабораторных выпечек установлено, что соотношения муки, растительного масла и комплекса ПД в выбранной области обеспечивают необходимые структурно-механические свойства теста и требуемое качество сдобного и сахарного печенья.

Глава 5 Разработка рецептур печенья с растительными маслами и нетрадиционными видами муки и их товароведная оценка. Для приготовления сдобного и сахарного печенья использовали усовершенствованную технологию МКИ с растительными маслами, предусматривающую стадию приготовления жиромучной смеси. Дозировки муки, жидкого растительного масла и комплекса ПД принимали в соответствии с установленными областями оптимальных значений для сдобного и сахарного печенья.

Для разработки рецептур сдобного печенья с жидкими растительными маслами использовали трехкомпонентные мучные смеси из пшеничной, кукурузной и гороховой муки. Соотношение муки в смесях выбирали на основании ФТС, характеризующих их способность связывать, эмульгировать растительные масла (ЖУС И ЖЭС) и стабилизировать эмульсии (СЭ). В качестве контроля использовали печенье, приготовленное на маргарине.

На основании исследований влияния различных дозировок рецептурных компонентов на свойства теста и качество готовых изделий разработаны рецептуры сдобного печенья «Росток» с рапсовым дезодорированным рафинированным маслом и «Колосок» с использованием трехкомпонентной мучной смеси с соотношением пшеничной:кукурузной:гороховой муки 85:10:5 соответственно и рапсового масла. Для образования золотистого цвета на стадии выпечки в рецептурах сдобного печенья «Росток», «Колосок» производили замену 15% сахара-песка фруктозой. С целью дополнительного эмульгирования жиров и повышения биологической ценности в рецептуры сдобного печенья вводили яичный порошок.

Товароведная оценка новых наименований сдобного печенья включала анализ органолептических и физико-химических показателей качества, безопасности, установление сроков хранения, определение химического состава и пищевой ценности.

Разработанные образцы сдобного печенья с растительным маслом и нетрадиционными видами муки имели органолептические показатели, свойственные сдобному печенью и соответствующие требованиям СТО 9131-02650602299-2012. Сдобное печенье «Колосок» отличается золотисто-желтым цветом, рассыпчатой структурой и приятным привкусом кукурузы. Результаты определения физико-химических показателей качества новых наименований сдобного печенья представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели качества сдобного печенья с растительными маслами и нетрадиционными видами муки

Наименование показателей Норма по СТО 9131-02650602299-2012 Значение показателей

«Колосок» (с кукурузной и гороховой мукой) «Росток» (из пшеничной муки)

Массовая доля жира, в пересчете на сухое вещество, % не менее 2,3 17,9±0,5 18,0±0,5

Массовая доля общего сахара, в пересчете на сухие вещества сахарозы, % не менее 12,0 26,1 ±0,6 26,3±0,6

Влажность, % 7,0±1,0 5,6±0,3 5,6+0,3

Намокаемость, % не менее 160 160±5 171+8

Щелочность, град не более 2,0 0,9±0,1 1,1+0,2

Массовая доля золы, нерастворимой в растворе 10%-ной соляной кислоты не более 0,1 0,04±0,01 0,06±0,01

Показатели безопасности данных изделий соответствуют требованиям ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».

Расчет пищевой ценности (таблица 2) сдобного печенья с рапсовым маслом и нетрадиционными видами муки показал, что введение в рецептуру гороховой муки в составе трехкомпонентной мучной смеси, яичного порошка и соевого белкового изолята позволяет увеличить содержание белков.

Таблица 2 - Пищевая ценность сдобного печенья с растительным маслом и нетрадиционными видами муки

Показатели Соде ржание в 100 г продукта

Контроль (на маргарине) «Росток» (с рапсовым маслом) «Колосок» (с кукурузной и гороховой мукой)

Белки, г 7,0 7,8 8,2

Жиры, г в т. ч.: 22,2 17,9 17,9

- сумма НЖК, г 11,2 1,5 1,5

- сумма ПНЖК, г в т. ч.: 1,2 5,6 5,6

- а-линоленовая (ш-3), г 0,1 1,5 1,5

- линолевая (ш-6), г 1,1 4,1 4,1

Углеводы, г в т.ч.: 65,6 68,2 67,5

- пищевые волокна, г 1,9 2,2 2,4

Витамин В|, мг 0,1 0,1 0,2

Витамин Е (токоферол), мг 1,1 2,1 2,3

Фосфор, мг 131 136 141

Калий, мг 183 185 214

Энергетическая ценность, ккал 492 451 450

Замена маргарина рапсовым маслом приводит к снижению количества жира, насыщенных ЖК, значительному увеличению содержания полинена-

сыщенных ЖК, в том числе а-линоленовой ЖК семейства ш-З, витамина Е (токоферола) и снижению энергетической ценности печенья. Введение в рецептуру сдобного печенья кукурузной и гороховой муки, а также пшеничной клетчатки способствовало повышению содержания пищевых волокон, витамина Вь фосфора, калия.

В результате исследований разработаны также рецептуры сахарного печенья: «Кокосовое» с использованием кукурузной муки и рапсового дезодорированного рафинированного масла; «Пикантное» с использованием овсяной муки и рапсового масла. Для улучшения органолептических показателей и повышения пищевой ценности в рецептуру сахарного печенья «Кокосовое» вносили сухое обезжиренное молоко, кокосовую стружку, в состав печенья «Пикантное» - корицу.

Разработанные образцы сахарного печенья по органолептическим показателям соответствуют ГОСТ 24901-89. Для печенья «Кокосовое» характерен золотисто-желтый цвет, рассыпчатая структура, легкий привкус и запах кокоса. Печенье «Пикантное» отличается приятным запахом корицы. Физико-химические показатели качества сахарного печенья с растительным маслом и нетрадиционными видами муки представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Физико-химические показатели качества сахарного печенья с растительным маслом и нетрадиционными видами муки

Наименование показателей Требования ГОСТ 24901-89 Значения показателей

«Кокосовое» (с кукурузной мукой) «Пикантное» (с овсяной мукой)

Массовая доля, %:

влаги 3,0-8,5 5,5±0,1 5,4±0,1

общего сахара, в пересчете на сухое вещество сахарозы не более 27,0 24,6±0,6 25,1 ±0,8

жира, в пересчете на сухое вещество 7,0-26,0 11,3+0,5 12,0±0,5

золы, не растворимой в растворе 10%-ной НС1 не более 0,1 0,05±0,01 0,0б±0,01

Щелочность, град не более 2,0 1,1±0,1 1,3±0,1

Намокаемость, % не менее 150 200+7 210+7

Расчет пищевой ценности сахарного печенья с растительным маслом показал некоторое увеличение количества белка за счет введения нетрадиционных видов муки, соевого белкового изолята и сухого молока. Замена маргарина на рапсовое масло и снижение его доли в рецептуре привела к уменьшению количества насыщенных ЖК и увеличению полиненасыщенных ЖК, витамина Е (токоферола). Наличие в рецептуре сахарного печенья овсяной муки, препарата пищевых волокон способствовало повышению содержания пищевых волокон. Присутствие в рецептуре сахарного печенья кукурузной и овсяной муки обуславливает увеличение количества фосфора и магния. Энергетическая ценность сахарного печенья «Кокосовое» несколько снизи-

лась по сравнению с контролем, а сахарного печенья «Пикантное» - повысилась.

Установление сроков хранения печенья. Для отслеживания изменений органолептических и микробиологических показателей сдобного печенья в процессе хранения образцы хранились в течение 72 суток при температуре 18±3°С. Органолептические показатели в течение 72 суток оставались без изменений и соответствовали требованиям СТО 9131-026-50602299-2012. Динамика изменений микробиологических показателей в процессе хранения представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Изменение микробиологических показателей в процессе хранения сдобного печенья с растительным маслом

Определяемые показатели Требования ТР ТС 021/2011 Продолжительность хранения, сутки

0 60 72 (фон) (резерв)

Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, КОЕ/г не более 1х104 менее 1x10*

Бактерии группы кишечных палочек (колиформы), г (смЗ) не допускаются в 0,1 г отсутствуют

Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, шигеллы, г не допускаются в 25,0 г отсутствуют

Плесени, КОЕ/г не более 100 менее 1x10'

Дрожжи, КОЕ/г не более 50 менее 1x10'

Анализ изменений органолептических и микробиологических показателей при хранении показал, что сдобное печенье с кукурузной, гороховой мукой и растительным маслом сохраняет качество на протяжении 72 суток без изменений исследуемых показателей. Возможно, это связано с присутствием в составе сдобного печенья токоферолов, которые являются естественными антиоксидантами. Количественный анализ содержания токоферолов показал, что в процессе хранения не происходит их снижения, что косвенно свидетельствует о сохранности физиологически важных пищевых веществ.

Срок хранения сдобного печенья с трехкомпонентной мучной смесью, растительным маслом и комплексом ПД составляет 60 суток при температуре 18±3 °С и относительной влажности воздуха не более 75 %.

Ограничение срока хранения сдобного печенья периодом 60 суток основывалось на результатах исследований ВНИИ кондитерской промышленности, которые выявили зависимость срока годности печенья от массовой доли жира и его индукционного периода. Показано, что ориентировочный срок годности печенья с долей жира от 24 до 26% и индукционным периодом от 10 до 12 час (индукционный период рапсового масла около 10 час) составляет от 2 до 3 месяцев.

Глава 6 Совершенствование квалиметрической модели оценки конкурентоспособности МКИ и оценка конкурентных преимуществ разрабо-

тайных изделий. Важное место в обеспечении конкурентоспособности как проектируемого, так и производимого продукта является определение и учет требований потребителей. Государство со своей стороны законодательно гарантирует потребителю безопасность пищевых продуктов и обязует производителей информировать о составе и свойствах посредством маркировки. Наряду с этим новый продукт должен отвечать интересам производителя по затратам и технологичности его производства. Учет основных интересов потребителей, производителей и требований со стороны государства как надзорного и контролирующего органа позволяет судить о конкурентных преимуществах продукции.

Для оценки конкурентоспособности МКИ предложена усовершенствованная пятиуровневая квалиметрическая модель, учитывающая потребительские свойства, требования технических регламентов и критерии технологичности производства. Согласно методологии ее построения, обобщенный показатель конкурентоспособности является показателем нулевого уровня. Показатели первого уровня формируются из комплексных показателей второго уровня, составляющих иерархическую структуру единичных показателей третьего и последующих уровней. В качестве показателей первого уровня в модели были приняты: показатели маркировки, потребительских свойств, безопасности и технологичность производства.

Показатели маркировки отражают особенности продукта, которые должны быть указаны на потребительской упаковке. Показатели маркировки МКИ должны соответствовать ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части ее маркировки». Показатели потребительских свойств оценивались с учетом органолептических, физико-химических показателей и рекомендаций НИИ питания РАМН в соответствии с моделью, представленной в работе Т.В. Рен-зяевой. Номенклатура показателей безопасности устанавливалась в соответствии с требованиями ТР ТС 021/2011«0 безопасности пищевой продукции». Для оценки показателей технологичности производства использовалась методика, представленная в работах В.А. Панфилова.

При условии несоответствия предоставляемой на упаковке информации или показателей безопасности требованиям нормативной документации конкурентоспособность продукции приравнивается к нулю посредством использования «коэффициента вето»

Коэффициенты весомости для показателей первого уровня устанавливались экспертным путем с использованием метода попарного сопоставления. Коэффициенты весомости единичных показателей технологичности производства были разделены поровну, при условии, что совокупность показателей одного уровня равняется единице.

В результате расчета конкурентоспособности разработанных изделий установлено: обобщенный комплексный показатель для сдобного печенья «Росток» равен 1,10; «Колосок» - 1,12; для сахарного печенья «Пикантное» -1,05; «Кокосовое» - 1,07. Обобщенный комплексный показатель контрольного (базового) образца составляет 1,00.

Конкурентное преимущество разработанных образцов печенья с растительным маслом за счет: лучших органолептических и физико-химических

показателей; увеличения пищевой ценности, в том числе снижения доли насыщенных ЖК, транс-изомеров ЖК и др.; сокращения стадий технологического процесса, в том числе стадии подготовки жира — растапливания и темперирования; исключения хранения жировых продуктов в условиях охлаждения.

Глава 7 Практическая реализация результатов исследований. Приведены результаты производственных испытаний разработанных рецептур и усовершенствованной технологии сдобного печенья с нетрадиционными видами муки и жидким растительным маслом на ООО «Магия» г. Кемерово, которые показали, что печенье соответствует всем нормативным требованиям. На новые наименования сдобного печенья разработана и утверждена техническая документация.

Расчет экономической эффективности производства печенья сдобного «Росток» и сахарного печенья «Пикантное» показал снижение себестоимости на 4-6%. Себестоимость сахарного печенья «Кокосовое», сдобного печенья «Колосок» увеличивается на 3-10% за счет использования широкого спектра рецептурных компонентов. Разработанные виды печенья отличаются повышенной пищевой ценностью и являются доступными продуктами для массового производства и потребления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа химического состава и функционально-технологических свойств кукурузной, овсяной, гречневой, гороховой муки и их смесей с хлебопекарной пшеничной мукой обоснован их выбор в качестве стабилизирующих компонентов в рецептурах МКИ с жидкими растительными маслами. Установлено, что ВУС, ЖУС, ЖЭС, СЭ мучных смесей повышаются с увеличением дозировки нетрадиционных видов муки в их составе.

2. Усовершенствована технология производства печенья с жидкими растительными маслами, позволяющая стабилизировать тесто и готовые изделия посредством использования сырьевых компонентов с необходимыми свойствами и установленной последовательности технологических операций, которая включает стадии приготовления смеси рецептурных компонентов, жировой фазы, жиромучной смеси, замеса теста, формования, выпечки и охлаждения.

3. Определены оптимальные соотношения основных рецептурных компонентов для сдобного и сахарного печенья с жидкими растительными маслами методом наложения проекций поверхностей функций отклика: для сдобного печенья - количество растительного масла от 22 до 34 % к массе муки, комплекса ПД стабилизирующего действия - от 1,6 до 2,9 % к массе масла; для сахарного печенья - количество жидкого растительного масла от 14 до 17 % к массе муки, комплекса ПД - от 1,0 до 3,5 % к массе масла.

4. Разработаны научно обоснованные рецептуры сдобного и сахарного печенья с растительными маслами и нетрадиционными видами муки. Дана товароведная оценка разработанных изделий по совокупности показателей -органолептических, физико-химических, безопасности, пищевой ценности,

установлены сроки хранения. Установлено повышение пищевой ценности печенья за счет увеличения содержания полиненасыщенных ЖК, в том числе а-линоленовой ЖК семейства <в-3, и витамина Е (токоферолов) за счет внесения растительного масла; белка, пищевых волокон, витаминов группы Bi, фосфора, калия и магния за счет внесения нетрадиционных видов муки.

5. Усовершенствована квалиметрическая модель оценки конкурентоспособности МКИ, учитывающая потребительские свойства, требования технических регламентов и критерии технологичности производства. Установлено конкурентное преимущество разработанного печенья за счет лучших органо-лептических и физико-химических показателей, увеличения пищевой ценности и сокращения стадий технологического процесса.

6. Разработанные рецептуры и технология сдобного печенья апробированы в производственных условиях на ООО «Магия», г. Кемерово. Утверждена техническая документация на выработку нового ассортимента сдобного печенья с растительными маслами повышенной пищевой ценности. Показано, что себестоимость печенья с овсяной мукой снижается в среднем на 4-6%, сдобного с трехкомпонентной мучной смесью - увеличивается на 3-10% за счет использования широкого спектра рецептурных компонентов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рензяева Т.В. Разработка обобщенного комплексного показателя качества хлебобулочных и мучных кондитерских изделий / Т.В. Рензяева, А.Д. Мерман, И.Б. Шарфунова // Техника и технология пищевых производств. - 2010. - № 3. - С. 91-95.

2. Рензяева Т.В. Технология производства мучных кондитерских изделий с жидкими растительными маслами / Т.В. Рензяева, АД. Мерман, Е.В. Дмитриева // Кондитерское производство. - 2012.-№!.-С. 16-19.

3. Рензяева Т.В. Моделирование рецептур печенья функционального назначения / Т.В. Рензяева, АД. Мерман //Техника и технология пищевых производств. - 2013. - № 1. - С. 35-40.

4. Рензяева Т.В. Квалиметрическая модель оценки качаства мучных кондитерских изделий / Т.В. Рензяева, АД. Мерман // Управление инновациями в торговле и общественном питании: материалы I Международной конференции с элементами научной школы для молодежи. - Кемерово: ГОУ ВПО КемТИПП, 2010. - С. 452-456.

5. Мерман АД. Разработка обобщенного комплексного критерия оценки качества мучных кондитерских изделий / А.Д. Мерман // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы III Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово: ГОУ ВПО КемТИПП, 2010. - С. 190-191.

6. Рензяева Т.В. Квалиметрия - инструмент конкурентоспособности / Т.В. Рензяева, АД. Мерман // Хлебопекарное производство. - 2011. - № 9. - С. 38-39.

7. Рензяева Т.В. Оценка конкурентоспособности кондитерских изделий квалиметриче-ским методом / Т.В. Рензяева, АД. Мерман // Актуальные проблемы качества и конкурентоспособности товаров и услуг: тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции. - Наб. Челны: ГБОУ ВПО НГТТИ, 2011. - С. 1-3.

8. Merman A.D. Development of cookie compounding with liquid vegetable oil / A.D. Merman // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово: ГОУ ВПО КемТИПП, 2011. - С. 205-206.

9. Ильинская A.JI. Разработка рецептуры сдобного печенья повышенной пищевой ценности / АЛ. Ильинская, АД. Мерман, // Пищевые продукты и здоровье человека: мате-

риалы IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово: ГОУ ВПО КемТИПП, 2011. - С. 107-108. 10. Рензяева Т.В. Инновационная технология производства сахарного печенья / Т.В. Рензяева, А.Д. Мерман, Е.В. Дмитриева // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия 21 века: материалы II Международной конференции. - Краснодар: КубГТУ, 2011. - С. 92-93.

П рензяева Т.В. Способ производства печенья повышенной пищевой ценности / Т.В. Рензяева, А.Д. Мерман // Кузбасс: образование, наука, инновации: инновационный конвент.-Кемерово, 2011.-С. 173-175.

12. Рензяева Т.В. Квалиметрическая оценка качества и конкурентоспособности мучных кондитерских изделий / Т.В. Рензяева, А.Д. Мерман // Актуальные вопросы развития пищевой промышленности: материалы Всероссийской заочной научно-практической конференции. - Челябинск: ЧелГПУ, 2011. - С. 48-54.

13. Мерман А.Д. Применение нетрадиционных видов муки в производстве мучных кондитерских изделий / А.Д. Мерман, Т.В. Рензяева // Инновационные технологии переработки продовольственного сырья: материалы I Международной конференции. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2011. - С. 306-308.

14. Renzyaeva T.V. Estimation of competitiveness of foodstuffs by the method qualimetry / T.V. Renzyaeva, A.D. Merman // Nauka i Studia. - 2012. - № 13. - C. 73-77.

15. Мерман А.Д. Технологические инновации в производстве мучных кондитерских изделий / А.Д. Мерман // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово: КемТИПП, 2012. -С. 192-193,

16. Мерман А.Д. Разработка рецептуры и технологии печенья функционального назначения / А.Д. Мерман, Т.В. Рензяева // Приборное и научно - методологическое обеспечение исследований и разработок в области инновационных технологий производства продуктов питания функционального назначения: материалы Всероссийской научной школы. -Кемерово: КемТИПП, 2012. -С. 145-149.

17. Рензяева Т.В. Использование нетрадиционных видов муки для повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий / Т.В. Рензяева, АД. Мерман // Кузбасс: образование, наука, инновации: инновационный конвент. - Кемерово, 2012. - С. 219-221.

18. Пат. 2459415 Российская Федерация. МПК A21D 13/08. Способ приготовления печенья / Рензяева Т.В., Мерман АД.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - № 2011107819/13; заявл. 28.02.11; опубл. 27.08.12, Бюл. № 24. - 3 с.

Список принятых сокращений

МКИ - мучные кондитерские изделия

СЭ - стабильность эмульсии

CMC - структурно-механические свойства ВУС - водоудерживающая способность ЖУС - жироудерживающая способность ЖЭС - жироэмульгирующая способность ЖК - жирные кислоты

ПД - пищевые добавки Овс - овсяная мука

Кук - кукурузная мука Гор - гороховая мука

Пш в/с - пшеничная мука высшего сорта

Подписано к печати 12.11.2013 г. Формат 60x841/16.

Гарнитура типа «Times». Бумага офсетная. . изд. л. 1,28. Усл. печ. л. 1,39. Тираж 75 экз. Заказ № 1005 ОАО «Кемеровский полиграфический комбинат» 650099, г. Кемерово, ул. Ноградская, 5. e-mail: oaokempk@mail.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт

пищевой промышленности»

04201450652

МЕРМАН АЛЕКСАНДР ДМИТРИЕВИЧ

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ

Специальность 05.18.15 -Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Рензяева Т.В.

Кемерово - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................4

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................10

1.1 Питание и алиментарные заболевания..........................................................10

1.2 Использование жидких растительных масел в производстве мучных кондитерских изделий...............................................................................................16

1.3 Характеристика и применение нетрадиционных видов муки.......................26

1.4 Квалиметрические модели оценки качества и конкурентоспособности пищевых продуктов............................................................................34

1.5 Заключение по обзору литературы....................................................37

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................................39

2.1 Объекты исследования..................................................................41

2.2 Методы исследования...................................................................46

3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РЕЦЕПТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ.....................................................................................................53

3.1 Обоснование выбора нетрадиционных видов муки и жидких растительных масел....................................................................................................................53

3.2 Функционально-технологические свойства различных видов муки и мучных смесей..............................................................................................................58

4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ...................................................70

4.1 Совершенствование технологии сахарного и сдобного печенья с растительными маслами..............................................................................70

4.2 Установление оптимальных соотношений основных компонентов в

рецептурах печенья с растительными маслами......................................................77

4.2.1 Установление оптимальных соотношений основных компонентов в рецептурах сдобного печенья...................................................................................77

4.2.2 Установление оптимальных соотношений основных компонентов в рецептурах сахарного печенья..............................................................84

5 РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ПЕЧЕНЬЯ С РАСТИТЕЛЬНЫМИ МАСЛАМИ И НЕТРАДИЦИОННЫМИ ВИДАМИ МУКИ И ИХ ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА........................................................................................91

5.1 Разработка рецептур и товароведная оценка сдобного печенья................91

5.2 Разработка рецептур и товароведная оценка сахарного печенья.............100

5.3 Установление сроков хранения печенья..........................................................108

6 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КВАЛИМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ И ОЦЕНКА КОНКУРЕНТНЫХ ПРЕИМУЩЕСТВ РАЗРАБОТАННЫХ ИЗДЕЛИЙ.....................................................................................................................111

7 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.......123

7.1 Промышленная апробация рецептур и технологии печенья с растительными маслами........................................................................123

7.2 Расчет экономической эффективности.....................................................125

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................128

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.....................................................................130

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................131

ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................146

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Целями государственной политики в области питания являются сохранение и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием. Основами государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации до 2020 года предусматривается удовлетворение потребностей различных групп населения в здоровом питании с учетом их традиций, привычек и экономического положения в соответствии с требованиями медицинской науки. Для этого необходимо расширение ассортимента продуктов повышенной пищевой ценности, функционального назначения, разработка и внедрение инновационных технологий их производства.

Мучные кондитерские изделия (МКИ) являются традиционными продуктами потребления в РФ, которые доступны всем слоям населения и пользуются постоянным устойчивым спросом. Однако они способны нарушать сбалансированность рациона как по пищевым веществам, так и по энергии, вследствие большого количества углеводов, жиров и незначительного содержания физиологически функциональных ингредиентов - белков, полиненасыщенных жирных кислот (ЖК), витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон и т.д.

Качество и пищевая ценность МКИ в значительной степени зависят от свойств и состава преобладающего по количеству сырья, которым являются мука пшеничная хлебопекарная, сахар-песок и жиры.

Пшеничная мука является основным структурообразующим компонентом теста, однако, она содержит много крахмала, бедна белком, пищевыми волокнами, минеральными веществами, витаминами. Частичная замена пшеничной муки такими нетрадиционными видами, как гороховая, кукурузная, гречневая, овсяная мука, имеющими более разнообразный и ценный состав пищевых веществ, позволит повысить пищевую ценность МКИ и расширить их ассортимент.

В производстве МКИ в основном используются твердые жиры - пальмовое масло, маргарины и кондитерские жиры, которые часто содержат значительные количества насыщенных ЖК и транс-изомеров ЖК. Альтернативой таким жирам являются жидкие растительные масла, которые имеют высокую пищевую ценность, меньшую стоимость, удобны в хранении, дозировании и применении. Однако их внесение в рецептуры печенья ограничено тем, что они плохо удерживаются тестом и изделиями, выделяются в процессе производства и хранения, что требует использования специальных технологических приемов и сырьевых компонентов.

Разработка рецептур и технологии, предусматривающих использование жидких растительных масел и нетрадиционных видов муки, позволяет решать задачи повышения пищевой ценности и безопасности МКИ при сохранении их традиционных потребительских характеристик и является актуальным и перспективным направлением научных исследований)

Степень разработанности темы исследований. Значительный вклад в разработку МКИ повышенной пищевой ценности внесли ученые Л.М. Аксенова, Т.В. Савенкова, М.А. Талейсник, Г.О. Магомедов, В.А. Тутельян, Л.Н. Шатнюк, Т.Б. Цыганова, З.Г. Скобельская, В.А Васькина, С.Я. Корячкина, Н.М. Дерканосова и другие.

Однако отечественных МКИ повышенной пищевой ценности и функциональной направленности явно недостаточно. Расширение их ассортимента требует использования нетрадиционных сырьевых компонентов и технологических приемов, обеспечивающих традиционное качество при более разнообразном и ценном химическом составе. Необходимость увеличения производства МКИ повышенной пищевой ценности обусловлена также меняющимися взглядами потребителей и все возрастающим спросом на продукты здорового питания.

Цель исследований: разработка рецептур и технологии печенья повышенной пищевой ценности посредством использования жидкого растительного масла, нетрадиционных видов муки, оценка его товароведных характеристик и конкурентоспособности.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- обоснование выбора сырьевых компонентов на основе исследований функционально-технологических свойств и анализа химического состава, обуславливающих их технологические свойства и пищевую ценность;

- совершенствование технологии печенья с использованием жидких растительных масел на основе изучения структурно-механических свойств теста и показателей качества готовых изделий;

- определение оптимальных соотношений основных рецептурных компонентов для сдобного и сахарного печенья с жидкими растительными маслами путем исследований факторов, формирующих свойства теста и качество готовых изделий;

- товароведная оценка сдобного и сахарного печенья с растительными маслами, установление сроков их хранения;

- совершенствование квалиметрической модели оценки конкурентоспособности МКИ и оценка конкурентных преимуществ разработанных изделий;

- промышленная апробация разработанных рецептур и технологии, разработка технической документации, оценка экономической эффективности производства печенья с растительными маслами.

Научная новизна. Научно обоснованы факторы, формирующие потребительские свойства печенья повышенной пищевой ценности посредством использования жидкого растительного масла и нетрадиционных видов муки.

Изучены функционально-технологические свойства мучных смесей пшеничной, овсяной, гороховой, кукурузной и гречневой муки, обуславливающие их стабилизирующее действие в рецептурах МКИ с жидкими растительными маслами.

Усовершенствована технология производства печенья с жидкими растительными маслами, позволяющая стабилизировать тесто и готовые изделия использованием сырьевых компонентов с необходимыми свойствами и установленной последовательности технологических операций. Новизна

технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2459415 «Способ приготовления печенья».

Установлены оптимальные соотношения муки, растительного масла и комплекса пищевых добавок, обеспечивающие требуемые свойства теста и качество сахарного и сдобного печенья с использованием растительных масел методом наложения проекций поверхностей функций отклика.

Определены товароведные характеристики печенья повышенной пищевой ценности с использованием растительных масел и нетрадиционных видов муки, обоснованы сроки хранения.

Усовершенствована квалиметрическая модель оценки конкурентоспособности печенья с учетом потребительских свойств, требований технических регламентов и критериев технологичности производства.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы для исследований, связанных с разработкой МКИ повышенной пищевой ценности, функциональной направленности и технологий их получения. Теоретически обоснованы закономерности формирования структуры теста и качества печенья с использованием жидкого растительного масла, натуральных пищевых добавок и нетрадиционных видов муки. Рецептуры и инновационный способ производства печенья с растительными маслами будут способствовать увеличению производства печенья повышенной пищевой ценности на предприятиях кондитерской промышленности. Усовершенствована модель оценки конкурентоспособности МКИ квалиметрическим методом.

По результатам исследований разработаны и утверждены технические документы для производства МКИ повышенной пищевой ценности: РЦ 9131-02350602299-2012 сдобное печенье «Росток»; РЦ 9131-024-50602299-2012 сдобное печенье «Колосок»; ТИ 9131-025-50602299-2012 Технологическая инструкция по производству сдобного печенья с жидким растительным маслом; СТО 9131-02650602299-2012 Стандарт организации. Печенье сдобное с жидким растительным маслом.

Разработанные рецептуры и технология производства печенья с растительным маслом и нетрадиционными видами муки апробированы и внедрены на ООО «Магия» (г. Кемерово).

Результаты исследований применяются в учебном процессе на кафедре «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» ФГБОУ ВПО КемТИПП при проведении учебно-исследовательской работы студентов, выполнении выпускных квалификационных работ инженеров и бакалавров.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертационной работы является использование общепринятых современных теорий, концепций, методик и средств проведения исследований, связанных с вопросами разработки, производства и оценки конкурентоспособности мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности.

При выполнении работы использовались общепринятые, стандартные и специальные методы исследований, сбора и обработки информации: органолептические, физико-химические, реологические, математические, графические, статистические.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты исследований функционально-технологических свойств мучных смесей пшеничной, овсяной, гороховой, кукурузной и гречневой муки, обуславливающие их использование в рецептурах МКИ с жидкими растительными маслами;

- усовершенствованный способ производства печенья, позволяющий стабилизировать тесто и изделия с жидкими растительными маслами;

- результаты оптимизации соотношений основных рецептурных компонентов для сахарного и сдобного печенья с использованием жидких растительных масел;

- результаты исследования товароведных характеристик сахарного и сдобного печенья с растительными маслами, установленные сроки хранения;

- усовершенствованная квалиметрическая модель оценки конкурентоспособности МКИ с учетом потребительских свойств, требований технических регламентов и технологичности производства.

Степень достоверности результатов подтверждается проведением экспериментальных исследований в многократной повторности с использованием стандартных и специальных методов, в том числе с применением статистического и математического анализа при доверительной вероятности 0,95. Выводы и заключения основываются на результатах, приведенных в общедоступной фундаментальной и прикладной научной литературе. Основные результаты исследований отражены в рецензируемых научных изданиях, получен патент РФ на изобретение.

Апробация результатов. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях: «Управление инновациями в торговле и общественном питании» (г. Кемерово, 2010); «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2010); «Актуальные проблемы качества и конкурентоспособности товаров и услуг» (г. Набережные Челны, 2011); «Актуальные вопросы развития пищевой промышленности» (г. Челябинск, 2011); «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2011); «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия 21 века» (г. Краснодар, 2011); «Кузбасс: образование, наука, инновации» (г. Кемерово, 2011); «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья» (г. Владивосток, 2011); «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2012); «Приборное и научно - методологическое обеспечение исследований и разработок в области инновационных технологий производства продуктов питания функционального назначения» (г. Кемерово, 2012); «Кузбасс: образование, наука, инновации» (г. Кемерово, 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 в зарубежном издании. Получен патент РФ на изобретение.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Питание и алиментарные заболевания

Сокращение человеческих потерь из-за преждевременной смертности остается наиболее актуальной задачей демографической политики во многих странах мира. Известно, что питание человека оказывает огромное влияние на продолжительность жизни и на развитие многих болезней. В настоящее время в Европе заболевания, связанные с питанием (алиментарно-зависимые), составляют 41% от общего числа заболеваний, среди них сердечно-сосудистые 61%. онкологические 32%. Критическая ситуация в этом аспекте складывается и в Российской Федерации. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в Российской Федерации коэффициент смертности от алиментарно-зависимых заболеваний находится на уровне таких стран, как Конго, Буркина-Фасо, Бурунди, Нигер, Тувалу, Чад и др. Если за последние 30 лет смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в странах Западной Европы, Северной Америки и Австралии снизилась на 50 %, то в России за этот период она прогрессивно нарастала и сейчас в 3-5 раз выше, чем в развитых странах. Анализ взаимосвязи возникновения развития сердечно-сосудистых заболеваний с питанием показывает, что наибольшее влияние на этот процесс оказывает потребляемые жиры и масла как свободном виде, так и в составе продуктов питания - так называемый скрытый жир. [31]

В соответствии с опубликованными данными Института питания РАМН у большинства россиян наблюдаются нарушения полноценного питания, обусловленные как недостаточным потреблением пищевых веществ, так и нарушением структуры питания: избыточным потреблением животных жиров, транси-зомеров ЖК и насыщенных ЖК; дефицитом полиненасыщенных ЖК,

полноценных белко�