автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка способов стабилизации свойств замороженных полуфабрикатов и качества хлебобулочных изделий



/

/

/

РОССИСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи УДК: 664.653.6.045.5(043.3)

УСЦЕЛЕМОВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СТАБИЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ И КАЧЕСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.18.01 - Технология хлебопекарных, макаронных и кондитерских продуктов

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических

наук, профессор Поландова Р.Д. Консультант: кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Петраш И.П.

Москва 1999

ДИССЕРТАЦИЯ

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

1. ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................................4

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................................11

2.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ...................................................................................................................12

2.2. ВЛИЯНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕСТА..................................................................................................20

2.3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СТАБИЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ ТЕСТА ПРИ

ЕГО ЗАМОРАЖИВАНИИ, ХРАНЕНИИ И РАЗМОРАЖИВАНИИ.............................26

2.4. СПОСОБЫ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И ВИДЫ МОРОЗИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ..........................................................................................................................32

2.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ОБОСНОВАНИЕ

ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ............................................................35

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ...................................................................................41

3.1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................................41

3.1.1. СЫРЬЕ, ИСПОЛЬЗОВАННОЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИССЛЕДВАНИЙ.........41

3.1.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРИМЕНЯВШИЕСЯ В РАБОТЕ....................42

3.1.2.1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ СЫРЬЯ......................................42

3.1.2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ПОЛУФАБРИКАТОВ.............44

3.1.2.3. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ:..'.......................47

3.1.3. СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕСТА, ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ И ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ......................................................................48

3.1.4. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ПРИМЕНЯВШЕГОСЯ В ИССЛЕДОВАНИЯХ......................................................................................................................:............49

3.2. РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА..................52

3.2.1. РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРОВ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ТЕСТОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.............................................................................................................53

3.2.2. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ТЕСТОПРИГОТОВЛЕНИЯ ДЛЯ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.....................................................................................58

3.2.3. РАЗРАБОТКА РЕЖИМА РАЗМОРАЖИВАНИЯ................................................63

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 3.2...............................................................................................65

3.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ..................................................67

3.3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ДРОЖЖЕЙ С РАЗЛИЧНЫМИ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ.......................................67

РИКАТОВ..................................................................................................................

3.3.2.2. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ХРАНЕНИЯ-РАЗМО-

-з-

РАЖИВАНИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ КЛЕЙКОВИНЫ.....................................96

3.3.2.3. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ЗАМОРАЖИВАНИЯ-ХРАНЕНИЯ-РАЗМОРАЖИВАНИЯ НА УГЛЕВОДНЫЙ КОМПЛЕКС..........................................................105

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 3.3.2..................................................................................................110

3.3.3. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СТАБИЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ И КАЧЕСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ............................................................................................................................112

3.3.3.1. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (КОМПОНЕНТОВ РЕЦЕПТУРЫ) НА СТАБИЛЬНОСТЬ СВОЙСТВ ТЕСТА...............................112

3.3.3.2. ВЛИЯНИЕ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК-УЛУЧШИТЕЛЕЙ НА СВОЙСТВА ТЕСТА И КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.....................143

3.3.3.3. ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА-СУХОЙ КЛЕЙКОВИНЫ НА СВОЙСТВА ТЕСТА И КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.........................171

3.3.3.4. ВЛИЯНИЕ ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ НА КРИОГЕННУЮ ЗАЩИТУ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК ПРИ ЗАМОРАЖИВАНИИ-ХРАНЕНИИ-РАЗМОРАЖИВАНИИ ТЕСТОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.............................................................................176

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 3.3.3....................................................................................................184

3.3.4. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОМПЛЕКСНО-МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ЛИНИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ....................................................................................................................................186

3.4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................194

4. ВЫВОДЫ..................................................................................................................................196

БИБЛИОГ РАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......................200

ПРИЛОЖЕНИЯ.............................................................................................................................218

-41. ВВЕДЕНИЕ

Особенностью современного развития хлебопекарного производства в России является внедрение интенсивных технологий и в первую очередь на предприятиях малой мощности - пекарнях, так как эти технологии более гибкие, чем традиционные. Одной из таких технологий является приготовление хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов. В последние годы технология приготовления хлеба с использованием замораживания получила распространение как за рубежом: Канада, США, Франция, Япония, Великобритания, Италия, Нидерланды и др., так и в России, поскольку позволяет оперативно реагировать на потребности рынка в обеспечении населения свежими изделиями в широком ассортименте, сократить затраты на транспортировку готовой продукции, централизованно контролировать качество и безопасность хлебобулочных изделий на стадии приготовления замороженных полуфабрикатов, значительно расширить сеть пекарен в местах реализации за счет создания мини-пекарен с неполным набором оборудования.

Исследованиям в области замораживания теста и приготовления хлеба посвящены работы Kline L., Lorenz К., Mazur P., Merritt P., Sugihara, Vangelov A., Wolt M., Андреева A.H., Военной A.B., Матвеевой И.В., Науменко Л.П., Тешителя О.В. и др.

Технология приготовления хлеба на основе замороженных полуфабрикатов существует в различных модификациях, анализ которых показал необходимость уточнения на всех стадиях процесса технологические параметры с целью сохранения биотехнологических свойств дрожжей, разработки требований к качеству основного сырья - криорезистентных дрожжей и муки, а также к составу улучшителей, что, в конечном итоге, обеспечит повышение качества готовых хлебобулочных изделий на основе замороженных полуфабрикатов.

-5В связи с этим актуальной является разработка научно обоснованных способов

стабилизации биотехнологических свойств замороженных дрожжевых полуфабрикатов и

качества хлебобулочных изделий.

ЦЕЛЬ И НАПРАВЛЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящих исследований является разработка способов стабилизации свойств замороженных дрожжевых полуфабрикатов и повышения качества хлебобулочных изделий путем совершенствования технологии тестоприготовления, стабилизации биотехнологических свойств дрожжей, структурно-механических свойств теста и других факторов с учетом особенностей отечественного хлебопечения.

Для реализации цели работы были поставлены следующие задачи:

• разработать технологические режимы подготовки, замораживания и размораживания тестовых полуфабрикатов, обеспечивающие сохранение качества хлебобулочных изделий;

• исследовать влияние низкотемпературных воздействий на устойчивость дрожжей с различной морфологической структурой, биохимическими и технологическими свойствами;

• изучить влияние низкотемпературной обработки теста на его структурно-механические свойства, газоудерживающую способность, свойства клейковины и крахмала;

• разработать научно обоснованные требования к качеству муки для приготовления хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов;

• исследовать влияние различных видов сырья (сахара, маргарина, яйцепродуктов), пищевых добавок (улучшителей), криопротекторов на структурно-механические свойства теста при низкотемпературной обработке и качество хлебобулочных изделий, а также разработать способы стабилизации биотехнологических свойств дрожжей и замороженных полуфабрикатов;

• разработать Нормативную документацию на дискретную технологию с применением замораживания и на новые сорта изделий, вырабатываемые с ее применением;

• провести анализ основных технико-экономических показателей работы линии по производству замороженных тестовых полуфабрикатов;

• организовать промышленную апробацию и внедрение основных результатов исследований.

Необходимость выполнения исследований по данным направлениям обусловлена отсутствием последовательного научного обоснования технологии производства хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов, оптимальной скорости и температурных параметров процессов замораживания и размораживания. Сведения об изменениях, происходящих в тестовой системе при глубоком замораживании, хранении и последующем размораживании, противоречивы. Отсутствуют данные о механизме низкотемпературного повреждения дрожжевой клетки в тестовой массе. Требуется разработка критериев оценки криорезистентности дрожжей и исследование роли криопротекторов. Необходимым является системный подход к выбору состава и количества дополнительных видов сырья, улучшителей, стабилизирующих свойства теста при замораживании и повышающих качество хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов с учетом особенностей отечественного хлебопечения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработаны научно обоснованные способы стабилизации свойств замороженных полуфабрикатов, которые позволили повысить качество хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов.

Выявлены взаимоувязанные технологические параметры процесса приготовления хлебобулочных изделий на стадиях тестоприготовления, замораживания и размораживания. Разработана унифицированная технология, обеспечивающая максимальный эффект улучшения качества продукции.

Показана взаимосвязь криорезистентности дрожжевых клеток с их биотехнологическими свойствами: штаммом, содержанием сухих веществ и белка, а также морфологической структурой и газообразующей активностью. Выявлены штаммы хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae отечественного производства отличающиеся криорезистентностью - изменение газообразования в тесте в результате замораживания, хранения и размораживания полуфабрикатов было наименьшим при использовании этих штаммов дрожжей.

Установлено влияние низкотемпературной обработки на структурно-механические свойства теста и качество клейковины. Выявлено снижение в процессе хранения упруго-эластичных свойств теста, содержания сухой клейковины, а после 150 суточного хранения -вязкости теста, гидратационной способности и упругих свойств клейковины.

Выявлены взаимосвязь и особенности изменения реологических характеристик теста, упругости и гидратационной способности клейковины при хранении замороженных полуфабрикатов в течение 150 суток.

Сформулированы научно-обоснованные требования к качеству муки для приготовления хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов.

Установлен эффект стабилизации свойств замороженных полуфабрикатов и качеств, хлебобулочных изделий при применении маргарина и яйцепродуктов в дозировках обеспечивающих повышение вязко-эластичных свойств теста и устойчивости дрожжей к низким температурам. Показано повышение криорезистентных свойств дрожжей при и: обработке яичным желтком в результате упрочнения клеточных структур.

Научно обоснован композиционный состав комплексного улучшителя с учетом технологических и функциональных свойств, синергизма действия компонентов, что обеспечивает стабилизацию свойств теста и качества хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Результаты исследований позволили научно обосновать технологические параметры, количественный и качественный состав сырья,

улучшителей и природных криопротекторов для стабилизации структурно-механических свойств теста и газообразующей активности дрожжей при замораживании-хранении-размораживании тестовых полуфабрикатов, а также качества хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов.

Практические результаты работы представлены:

- «Технологической инструкцией по приготовлению быстрозамороженных тестовых полуфабрикатов и хлебобулочных изделий из них» ( Изменение № 7 к «Сборнику технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий», Прейскурантиздат, Москва, 1989г.). «Технологическая инструкция ...» внедрена на булочно-кондитерском комбинате «Серебряный бор» г.Москва, где ежедневно вырабатывается и реализуется 3000 кг замороженных полуфабрикатов Для булочных, сдобных и слоеных изделий.

- Нормативными документами (ТУ, ТИ,РЦ) на следующие виды изделий:

• ТУ 1045.890-90 «Быстрозамороженные полуфабрикаты из песочного теста для «Сочников Преображенских»;

•ТУ 9182-004-05802537-93 «Быстрозамороженные полуфабрикаты из дрожжевого теста для производства хлебобулочных изделий «Хозяюшка»;

•ТУ 9182-154-05747152-97 «Полуфабрикаты быстрозамороженные из дрожжевого теста и изделия из них. Технические условия»;

•ТУ 9135-242-05747152-98 «Полуфабрикаты быстрозамороженные из песочного теста и изделия из них. Технические условия»;

•ТУ 9110-279-05747152-98 «Полуфабрикаты быстрозамороженные из слоеного теста и изделия из них. Технические условия».

На ПО «Колосс» (г. Москва) осуществлен выпуск партии быстрозамороженных полуфабрикатов из песочного теста для «Сочников Преображенских» в количестве 20тыс. т.

-9В условиях Бусиновского мясоперерабатывающего комбината (г. Москва) налажена

промышленная выработка быстрозамороженных полуфабрикатов из дрожжевого теста для

производства хлебобулочных изделий «Хозяюшка» и произведено 10 т изделий.

Выпуск быстрозамороженных полуфабрикатов из слоеного, дрожжевого и песочного теста по нормативной документации, разработанной ГосНИИХП, налажен на предприятиях: БКК «Звездный», АОЗТ «Алго» (г. Москва), хлебокомбинате (г. Петрозаводск), ЗАО «СДОНИ» (г. Москва), ООО «ВЭЛТ» (г. Москва), МП «Центральный рынок» (г. Братск) и других (более 30 предприятий).

Проведен расчет технико-экономических показателей комплексно-механизированной линии по производству замороженных полуфабрикатов.

Полученные научные данные, разработанная нормативная документация включены в учебную программу для курсов повышения квалификации работников хлебопекарной промышленности при Учебном центре Российского союза пекарей.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались на Международном симпозиуме «Основные направления развития научно-технического прогресса в мукомольной, хлебопекарной и макаронной промышленности» (г. Москва, 1989), на Всесоюзной научной конференции «Пути повышения качества зерна и зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки и хлеба» (г. Москва, 1989), на УШ Конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летию образования МТИПП (г. Москва, 1991), на Международной научно-теоретической конференции молодых ученых «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК» (г. Москва, 1997), научно-практических семинарах Российского союза пекарей (1996 - 1999), ученых советах ГосНИИХП.

Технология и опытные образцы демонстрировались на многих всероссийски: выставках на ВВЦ, в Манеже, на выставочном комплексе на Красной пресне и других.

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ 1 получено 1 авторское свидетельство.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 237 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 40 таблиц и 7 приложений. Список использованной литературы включает 194 наименования, из них 119 зарубежных.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

На современном этапе в хлебопекарной промышленности для выработки булочных, сдобных и диетических изделий, сухарей, сушек и прочей хлебной продукции используют различные технологические схемы, как правило, различающиеся способами приготовления теста - опарный, безопарный, ускоренный и др. В последние годы стали применять способ приготовления хлебобулочных изделий на основе замороженных полуфабрикатов. Этот способ широко представлен в зарубежной практике /76, 83, 88, 96, 97, 101, 108, 119, 136, 147, 158, 159, 160, 168, 185, 187, 193/.

В зависимости от того, на каком этапе приготовления хлебобулочных изделий производят их замораживание, существуют различные технологии приготовления хлеба с использованием процесса замораживания. Из всего многообразия технологий, существующих на сегодняшний день,