автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии мучных кондитерских изделий с применением сухой клейковины

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФКДГРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ

ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

СОЛОВЬЕВА МАРИНА ИВАНОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СУХОЙ КЛЕЙКОВИНЫ

Специальность 05Л8.01. - Технология хлебопекарных,

макаронных и кондитерских продуктов

Г. Л

2 2 ДПР Ш6

УДК 664.641.12.016.7/8(043.3) НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1996

Работа выполнена в Московской Государственной Академии пищевых производств

Научные руководители: . доктор технических наук,

профессор А.П.Нечаев кандидат технических наук, профессор Г.Н. Дубцова

Официальные оппоненты: ' доктор технических наук,

профессор З.Г. Скобельск кандидат технических на доцент О.А.Ильш

Ведущая организация: АООТ "Большевик"

Защита состоится 16 мая 1996 г в 10.00 часов на заседании Диссертационного Совета Д.063.51.01. Московской Государственнс Академии пищевых производств по адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамское шоссе, д. 11.

Просим Вас принять участие в Заседании Диссертационного С или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учрежд по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПП. Автореферат разослан 16 апреля 1996 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета, к.т.н.,доц.

И.В. Аржан

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время в рационе питания населения России преобладают углеводсодержащие продукты: хлеб и другие хлебные изделия, мучные кондитерские изделия, крупы, картофель и др.

При сложившейся структуре питания обогащение пищевых продуктов белком является одной из актуальных задач, так как именно белок определяет их биологическую ценность.

Мониторинг структуры иитания населения выявил, что в настоящее время мучные кондитерские изделия потребляют все группы обследованного населения, что дает основание считать их продуктами питания, имеющими наряду с хлебом и другими изделиями из муки первостепенное значение. Прослеживается тенденция роста объемов производства мучных кондитерских изделий. Происходит переориенитация кондитерской отрасли в сторону сокращения выпуска высокосахароемких мучных кондитерских изделий и увеличение производства затяжного печенья, галет, крекеров. Одним из приоритетных направлений научно-технического прогресса в кондитерской промышленности является создание специальных продуктов питания, в том числе обогащенных белком.

Задача расширения ассортимента мучных кондитерских изделий специального назначения может быть решена за счет использования сухой клейковины, обладающей уникальными функциональными свойствами, полностью совместимыми с белковым комплексом муки.

Анализ научно-технической литературы показывает, что за рубежом сухая клейковина широко используется при производстве хлебных и мучных кондитерских изделий. Показано, что качество обогащенных изделий зависит от функциональных свойств сухой клейковины, обусловленных свойствами исходного сырья ( зерна, муки) из которого се выделяют.

Сухая клейковина представляет собой комплекс, состоящий главным образом из водонерастворимых белков, содержащий определенное количество липидов и других веществ, которые оказывают существенное влияние на его свойства. Ряд исследователей полагают, что важная роль в формировании функциональных свойств клейковины принадлежит ли-иид-белковым комплексам (ЛБК). Часть ЛБК имеют природное происхождение, другая - образуется в ходе технологического потока. Известно,

что липид-белковые комплексы пшеницы разного качества различаются как по содержанию, так и по компонентному составу белковой части и групповому составу липидов, входящих в их состав. Поэтому при изучении структуры и свойств клейковшшого комплекса следует уделять внимание как белковой, так и лишщной части.

В настоящее время в исследовании проблемы использования сухой клейковины при производстве хлебных, макаронных и других продуктов достигнуты определенные результаты. Однако работы по определению влияния сухой клейковины на качество мучных кондитерских изделий практически отсутствуют. Данная работа призвана восполнить этот пробел. Исследования выполнялись в рамках программы Миннауки РФ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Работа посвящена разработке технологии получения мучных кондитерских изделий с применением сухой клейковины.

Для реализации поставленной дели было необходимо решить следующие задачи:

- изучить влияние особенностей сырья, используемого для получения сухой клейковины, на ее химический состав, липидный комплекс и функциональные свойства;

-исследовать влияние сухой клейковины с различными свойствами на реологические характеристики кондитерских полуфабрикатов (эмульсии, теста), качество затяжного печенья и галет;

-изучить влияние способа внесения сухой клейковины на качество и сохранность сухого печенья;

-разработать новые виды сухих полуфабрикатов с использованием сухой клейковины для приготовления мучных изделий диетического назначения;

-разработать нормативно-техническую документацию на новые виды мучных кондитерских изделий с использованием сухой клейковины;

-проверить разработанную технологию в опытно-промышленных условиях.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Установлено, что функциональные свойства сухой клейковины как добавки, применяемой для производства мучных кондитерских изделий зависят от исходных характеристик зерна и муки, используемых для ее получения. Показано, что определенную роль в формировании функциональных свойств клейковины играют ли-

пиды, способные образовывать с белком липид-белковые комплексы, часть из которых имеют природное происхождение, а часть образуется в процессе выделения клейковины из сырья.

Показано, что изменение свойств полуфабрикатов (эмульсии, теста) и качество готовых изделий при внесении сухой клейковины зависит от содержания в ней основных компонентов, функциональных свойств, количества и способа внесения в рецептурную смесь. При изучении процесса замеса теста на информационно-измерительном комплексе установлен характер изменения реологических и энергетических характеристик га-летного теста при добавлении сухой клейковины, обладающей различными свойствами.

Дано научное обоснование возможности и целесообразности использования сухой пшеничной клейковины при производстве галет и сухих полуфабрикатов мучных изделий с повышенным содержанием белка.

При изучении лишгдной фракции галет при хранении установлено, что способ внесения сухой клейковины оказывает влияние на их сохранность.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. На основании проведенных исследований разработана технология производства мучных кондитерских изделий с сухой клейковиной, защищенная патентом РФ. Технология проверена в производственных условиях АООТ "Большевик" г. Москвы.

Разработана и утверждена нормативно-техническая документация на галеты Перспектива с применением сухой клейковины.

Разработаны рецептуры и технологические рекомендации по производству сухих полуфабрикатов для приготовления в домашних условиях диетических ( с применением сухой клейковины) и специальных диабетических (с применением сухой клейковины и подслащивающих веществ) кексов.

Рекомендовано для производства сухой клейковины с целью ее дальнейшего применения в мучных кондитерских изделиях использование муки 2 сорта, полученной при макаронном помоле твердой пшеницы, которая как правило обладает невысокими хлебопекарными свойствами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы доложены на Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов производства новых

видов пищевых продуктов и добавок" (г. Киев, 1991), на И Международном семинаре "Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания" (г. Пятигорск, 1993), на 0Z Международном симпозиуме "Экология человека: пищевые технологии и продукты" (г. Москва, 1995).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ и получено положительное решение о выдаче патента.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы, состоящего из 178 публикаций и приложений (1,2). Работа изложена на 180 страницах машинописного текста, включая 18 рисунков и 47 таблиц.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы проанализированы основные направления развития современной науки о питании, показана роль белка в питании, влияние белковых добавок на качество мучных кондитерских изделий. Особое внимание уделено роли липид-белковых комплексов в формировании функциональных свойсгв сухой клейковины. Обобщен мировой опыт применения сухой клейковины в производстве мучных кондитерских изделий.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводили в лабораториях кафедр "Органическая химия", "Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств" МГАПП, во ВНИИ зерна, а также в производственных условиях АООТ "Большевик" г. Москвы .

2.1. Объекты н методы исследований

При проведении исследований использовали зерно пшеницы разного качества, товарную пшеничную муку высшего сорта, образцы сухой

пшеничной клейковины, полученные в промышленных условиях, а также сахар, маргарин и другое пищевое сырье и добавки.

Качество сырья и готовых изделий оценивали методами, предусмотренными ГОСТ. Исследования сухой клейковины осуществляли по ГУ 10 РФ 1064-92. Функциональные свойства сухой клейковины: жироэ-иульгиругощую способность (ЖЭС), жиросвязывающую способность ЖСС), стабильность эмульсии (СЭ), пенообразуюхцую способность ХЮС) и стабильность пены (СП) определяли по общепринятым методи-<ам, модифицированным для сухой клейковины.

О свойствах эмульсии, используемой при замесе кондитерского тес-га, судили по вязкости, которую определяли на капиллярном вискозиметре по ГОСТ 3326-78 и по ее устойчивости.

Упругое тесто для затяжного печенья и галет, тесто для кексов готовили в лабораторных условиях, взяв за основу унифицированные ре-дептуры затяжного печенья Зоологическое, галет Арктика и сухого по-гуфабри ката кекса Весенний.

Реологические свойства галетного теста в процессе замеса изучали да информационно-измерительном комплексе (МГАПП). Характеристики упругого теста (модуль мгновенной упругости - Е1 , модуль упругого лоследействия - Е) , вязкость релаксационную - ^ 1 и вязкость упругого тоследействия - ^ 2 определяли методом тангенциального смещения пластины в плоскопараллельном зазоре на приборе Вейлера-Ребиндера.

Качество галет оценивали по намокаемости - ГОСТ 5901, плотности - ГОСТ 14849, влажности - ГОСТ 9404, титруемой кислотности -ГОСТ 5670, прочности. Исследование прочностных свойств галет провозили на приборе "Сгруктурометр" (МГАПП).

Качество кексов оценивали по влажности, кислотности, удельному эбъему, определяемому по общепринятой методике, структурно-иеханическим свойствам мякиша, определяемым на пенетрометре по методике МГАПП.

Оценку пищевой ценности проводили по совокупности показате-тей, в том числе по содержанию белка в готовых изделиях и энергетической ценности.

Свободные липиды извлекали диэтиловым эфиром исчерпываю-дей экстракцией в аппарате Сокслета. Сязанные липиды выделяли из

шрота - смесью хлороформ-метанол (2:1). Кислотное число жира опреде ляли по ГОСТ 27490-68.

Групповой состав липидов изучали методом тонкослойной хрома тографии на пластинах "Б^иГоГ' в системе растворителей гексан диэгиловый эфир-уксусная кислота (80:20:1). Количественный анали: фракций проводили денситометрически. Жирнокислотный состав липи дов изучали методом газожидкостной хроматографии. Для количествен ного определения жирных кислот использовали метод внутреннего стан дарта.

2.2. Результаты исследований и их анализ

Для разработки рецептур и технологии приготовления мучны> кондитерских изделий специального назначения были проведены комплексные исследования по изучению влияния количества и способа внесения сухой клейковины с различными свойствами на реологические характеристики полуфабрикатов (эмульсии, теста), качество сухого печенья (затяжного печенья, галет) и его сохранность, а также влияние количества сухой клейковины, яичного порошка, сахара и жира на качестве мучных изделий, приготовленных из сухих полуфабрикатов.

2.2.1. Изучение влияния особенностей качества сырья на состав и свойства сухой клейковины

С целью выбора сырья для получения сухой клейковины, предназначенной для выработки мучных кондитерских изделий использовали препараты сухой клейковины, выделенные в лабораторных условиях из муки 2 сорта. Муку получали из зерна яровой мягкой пшеницы сорта "Энита" урожая 1992 года, выращенного в Московской области, рядового зерна твердой пшеницы, перерабатываемого Мелькомбинатом N 3 г. Москвы, рядового зерна мягкой пшеницы Ставропольского края. Из зерна мягкой пшеницы муку 2 сорта получали при односортном лабораторном помоле с выходом 85 % на мельнице ФБ-Нагема. Из зерна твердой пшеницы муку 2 сорта получали при духсортном макаронном помоле с общим выходом 75 % на Мелькомбинате № 3 (г.Москва). Из полученных образцов муки 2 сорта отмывали клейковину и высушивали лио-

фильным способом. В работе также использовали промышленные образцы сухой клейковины производства Чехии и Монголии. Характеристика образцов сухой клейковины приведена в табл. 1. Из представленных данных видно, что образны отличались содержанием белка, липидов и функциональными свойствами. Образцы 2 и 4 были кремового цвета, а образцы 1,3 и 5 - светло-серого.

Различия в цвете образцов сухой клейковины, полученных в лабораторных условиях, очевидно, связаны с тем, что 3 и 5 образцы были получены из зерна мягких пшениц, а образец 4 - из зерна твердой пшеницы, а как известно, твердая пшеница содержит каротиноидных пигментов больше, чем мягкая, что и обусловливает ее кремовый цвет, а в данном случае и цвет сухой клейковины.

Свойства клейковины в определенной степени зависят от химического состава липидов, входящих в линид-белковые комплексы клейковины, в связи с этим изучали групповой и жирнокислотный состав липидов сухой клейковины разного качества.

При изучении группового состава свободных липидов (табл.2) сухой клейковины, полученной в промышленных условиях (образцы 1,2) отмечены различия в содержании фракций триацилглицерииов и свободных жирных кислот, что по-видимому связано с гидролитическими процессами , которые произошли в этих образцах. В образцах сухой клейковины, полученных в лабораторных условиях (образцыЗ,4,5) установлены различия в содержании фракций полярных липидов (фосфо- и гликоли-пидов).

2. Групповой состав свободных липидов образцов сухой клейковины

Наименование фракций Содержание основных фракций липидов в образцах, %

1 2 3 4 5

Полярные лиииды 6,55 5,43 4,51 0,39 0,81

Диацилглицерины 1,2 7,24 6,69 •- - -

Диацилглицерины 1,3 8,90 10,10 - - -

Свободные жирные кислоты 45,80 10,10 0,61 0,15 0,36

Триацилглицерины 20,10 60,00 93,52 99,46 98,04

Эфиры стеринов 11,60 10,10 1,36 - 1,00

1. Характеристика сухой клейковины

Номер образца Массовая доля, влаги, % Содержание, % на СВ Функциональные свойства

белка крахмала золы липидов Нидк, ед. прибора Гидрата-цион-ная способность, % ЖСС, г/г ЖЭС, % СЭ, % ПОС, % СП, %

свободных связанных общих

1 9,0 76,7 10,43 1,34 2,13 0,40 2,53 40 210 3,60 58,0 50,0 65,3 43,0

2 7,3 79,5 9,13 1,20 2,50 0,22 2,72 87 180 1,65 78,0 69,2 75,2 55,0

3 3,0 81,6 12,20 1,10 1,78 0,32 2,10 50 190 2,75 67,0 60,0 60,5 40,2

4 2,0 91,0 2,78 1,22 2,85 0,15 3,00 84 200 2,08 90,0 81,0 79,3 68,1

5 2,0 83,5 10,09 1,60 2,61 0,20 2,81 105 170 1,94 82,0 78,0 70,4 74,0

1 - сухая клейковина (Монголия);

2 - сухая клейковина (Чехия);

3 - сухая клейковина (зерно мягкой пшеницы сорт "Энита");

4 - сухая клейковина (рядовое зерно твердой пшеницы, перерабатываемое мелькомбинатом N3 г. Москвы);

5 - сухая клейковина (рядовое зерно мягкой пшеницы Ставропольский край);

Исследование свободных жирных кислот показало, что в сухой клейковине содержатся в основном полиненасыщенные жирные кислоты, представленные главным образом линодевой кислотой. Известно, что преобладание в составе липидов полиненасыщенных жирных кислот оказывает укрепляющее действие на свойства клейковины. При сравнении образцов сухой клейковины, полученных в промышленных условиях следует отметить, что в 1 образце содержалось на 49% больше полиненасыщенных жирных кислот, чем во 2 образце. Сравнивая содержание полиненасыщенных жирных кислот в образцах сухой клейковины, полученных в лабораторных условиях, можно заключить, что наибольшее количество полиненасыщенных жирных кислот содержится в 3 образце.

Таким образом, образцы сухой клейковины, полученные в разных условиях отличались по содержанию основных компонентов ( белка, крахмала, липидов, минеральных веществ) , групповым и жирнокислот-ным составом липидной фракции, функциональными и органолептичес-кими свойствами. Это согласуется с известными данными о том, что пшеницы разного качества различаются содержанием липид-белковых комплексов, компонентным составом как белковой , так и липидной части (Жуманова,1989). Различия в составе и свойствах сухой клейковины позволили использовать данные образцы для проведения исследований по обоснованию выбора сырья, рекомендуемого для получения сухой клейковины, предназначенной для производства мучных кондитерских изделий.

2.2.2. Исследование возможности применения сухой клейковины в качестве белковой добавки для мучных кондитерских изделий диетического назначения

Разработка рациональных путей применения новых видов сырья при производстве мучных кондитерских изделий основывается на изучении их влияния на реологические свойства кондитерских масс, которые обусловливают возможность формования масс на существующем оборудовании и обеспечивают высокое качество готовых изделий.

При разработке рецептур и технологии производства затяжного печенья и галет использовали промышленные образцы сухой клейковины, различающиеся по своим свойствам (образцы 1 и 2). Изучали влия-

ние количества сухой клейковины, добавленной к пшеничной муке сред ней и слабой по силе. Исследовали следующие варианты: сухую клейко вину вносили на стадии приготовления эмульсии, предварительно сме шивая се с жиром, и на стадии замеса теста, предварительно смешивая с< с мукой. Проведенные исследования показали возможность использова ния сухой клейковины в следующих количествах к массе пшеничной мук! слабой по силе: 2-4% при приготовлении затяжного печенья и 8-10% нр; приготовлении галет (колебания в рекомендуемых количествах обусловлены функциональными свойствами сухой клейковины). При этом со держание белка в г отовых изделиях увеличилось на 33 и 100 % соответственно (табл. 3).

Более высокие показатели качества галет и затяжного печенья достигались при внесении слабой сухой клейковины (образец 2) в жировук фракцию эмульсии.

Проведенные исследования показали, что сухую клейковину лучше использовать при приготовлении мучных кондитерских изделий в технологии которых разрыхление теста осуществляется не с использованием химических разрыхлителей ( как, например, в затяжном печенье), а посредством брожения (как в галетах), так как при брожении наличие дополнительного количества клейковины повышает способность теста удерживать диоксид углерода, что приводит к его лучшему разрыхлению и сопровождается улучшением качества готовых изделий.

2.2.3. Разработка технологии приготовления диетических галет

При разработке технологии приготовления галет' учитывали общую тенденцию научного подхода к созданию новых технологических схем в соответствии с которыми конкретная схема рассматривается в виде системного комплекса, включающего элементы различной природы. Эти элементы объединяются в подсистемы из которых формируется системных! комплекс в целом. На рис. 1 представлен системный комплекс, включающий следующие элементы: виды сырья, технологические стадии производства и их параметры, а также готовые изделия, объединенные в подсистемы.

Работа включала определение оптимальных параметров приготовления эмульсии при внесении сухой клейковины в ее жировую фракцию

3. Влияние количества сухой клейковины с различными свойствами на реологические характеристики

упругого теста и качество галет

Образ- Коли- Способ Значение реологических Показатели качества галет

цы чество внесения характе ристик упругого теста

галет сухой сухой е., Ei, ь, На- Плот- Проч- Кис- Влаж- Содержание

клей- клейко- Па Па Пас Па с мока- ность, ность, лот- ностью/о белка, г на

кови- вины емость, кг/м3 н/м2 ность, 100 г

ны,% % град изделия

Контроль - - 3650- 1350- 11300- 2500- 140 550 23,0 1,3 7,5 7,18

8200 10020 18100 1900

с внесе- 4 в эмульсию 7300 4700 14800 2000 138 550 23,1 1,2 8,5 9,78

нием в муку 6950 4450 15300 2030 135 565 23,9 1.2 8,3 9,78

сухой 8 в эмульсию 5600 3500 16200 2190 124 570 24,3 1,1 9,6 12,38

клей- в муку 5450 3250 16600 2230 119 585 25,3 1,1 9,4 12,38

ковины 10 в эмульсию 4600 2750 16800 2280 117 580 25,0 1,1 10,2 13,68

1 образца в муку 4550 2500 17100 2320 112 595 26,0 1,1 10,0 13,68

12 в эмульсию 3500 1800 17500 2380 106 595 26,1 1,0 10,4 14,98

в муку 3450 1550 17900 2420 96 610 27,0 1,0 10,2 14,98

с внесе- 4 в эмульсию 7250 4600 15060 2000 141 550 23,2 1,2 8,5 9,90

нием в муку 6600 4150 15600 2040 137 560 24.1 1,2 8,3 9.90

сухой 8 в эмульсию 5800 3400 15850 2170 128 568 23,9 1,1 9,6 12,62

клеи- в муку 4900 2750 16000 2250 123 580 24,9 М 9,4 12,62

ковины 10 в эмульсию 4800 2650 16450 2200 121 576 24,5 1,1 10,2 13,98

2 образца в муку 3950 1900 16600 . 2300 136 590 25,5 1,1 10,0 13,98

12 в эмульсию 3800 1700 17150 2250 110 590 25,5 1,0 10,4 15,34

в муку 2750 900 17300 2400 103 605 26,5 1,0 10,2 15,34

влага в виде пара

Рис. { Операторная модель технологической системы производства гале.т А- подсистема образования изделий со стандартными показателями качества; В* - подсистема образования галет; Вг- подсистема образования пласта теста; Сх- подсистема образования теста; С^- подсистема образования эмульсии; С2- подсистема образования рецептурной смеси. _

разделение на франции: РН - соединение без сохранения поверхности раздела: Ый - измельчение и .гомогенизация; | ) - сложный процесс преобразования; —р- -дозирование; ¡__) - формообразование; ('Т4) - нагревание; /Т\ - охлаждение; - изменение агрегатного состояния.

(рис.1 ; иоде. Сг) и теста (рис. 1; поде. С! ) в технологической системе производства галет, а также установление зависимости изменения реологических свойств эмульсии, теста и качества галет от способа внесения и функциональных свойств сухой клейковины.

2.2.3.1. Определение параметров приготовления эмульсии (подсистема эмульсии)

Согласно предложенному способу сухую клейковину вносили в жировую фракцию эмульсии. Наряду с этим изучали возможность введения сухой клейковины непосредственно в эмульсию. Полученные экспериментальные данные по изменению реологических свойств эмульсии и ее устойчивости свидетельствуют о том, что более предпочтительным вариантом является внесение сухой клейковины в жировую фракцию. Это обусловлено тем, что жировые вещества, адсорбируясь на поверхности мицелл клейковины препятствуют проникновению эмульсии в сетку белка на стадии ее сбивания. Вследствие этого ослабляется связь между гид-рофобизированными частицами клейковины, что препятствует их слипанию в эмульсии и способствует лучшему распределению в объеме эмульсии. В случае внесения сухой клейковины непосредственно в эмульсию, на стадии ее сбивания клейковина набухает в большей степени, так как в этом случае создаются менее благоприятные условия для сорбирования липидов (температурный фактор, водная среда) и поэтому молекулы воды беспрепятственно проникают в сетку клейковины, раздвигая цепи и увеличивая ее объем, что сопровождается снижением вязкости и увеличением устойчивости эмульсии.

Оптимальные параметры приготовления эмульсии определяли методом униформ-рототабельного планирования. Для этого провели комплексные исследования влияния продолжительности (Х[, с) и интенсивности смешивания жира с сухой клейковиной , а также интенсивности (Х2, с-1 ) и продолжительности сбивания эмульсии (Хз, с) на изменение свойств эмульсии (вязкости - У1, м2/с 106,содержания водной фазы-Уг, %).

За счет оптимизации результатов эксперимента установлены оптимальные параметры приготовления эмульсии: X 1 =180 с, X 2 =25 с1, Хз =420 с. При этих параметрах приготовления вязкость эмульсии была

наибольшей, содержание водной фазы наименьшим (рис. 2), показатели качества галет более высокими.

Рис.2 Зависимость содержания водной фазы эмульсии (Л'2) от интенсивности (X г ) и продолжительности (X з) ее сбивания

Так как качество галет во многом определяется функциональными свойствами сухой клейковины исследовали влияние сухой клейковины, обладающей различными свойствами (образцы 1,2,3,4,5) на характеристики эмульсии и качество галет. Галеты с добавлением сухой клейковины готовили при оптимальных параметрах приготовления эмульсии.

Анализ полученных данных показал, что галеты наилучшего качества были при использовании сухой клейковины, характеризуемой как слабая (образцы 2 и 4). Это обусловлено тем, что на стадии смешивания с жиром слабая клейковина связывает большее количество липидов и в ее составе образуется больше вторичных липид-белковых комплексов.

2.2.3.2. Определение параметров приготовления теста (подсистема

теста)

Влияние способа внесения сухой клейковины и особенностей ее функциональных свойств на характеристики теста, а также определение оптимальных параметров его приготовления изучали на информационно-измерительном комплексе. В процессе замеса теста контролировали изменение реологических (Мкр.) и энергетических (1уд., Ауд.) параметров замеса. При определении параметров приготовления теста (частоты вращения месильных органов тестомесильной машины и продолжительности процесса) частоту вращения месильных органов Оо-сопЗег изменяли в диапазонах от 0,5 до 3,0 с 1 с интервалом 0,5 с-' . Продолжительность замеса составляла 30 минут. На рис.3 представлены семейства кривых, характеризующих динамику изменения реологических свойств теста (Мкр.) во времени и в зависимости от частоты вращения месильных органов тестомесильной машины.

Из представленных данных видно, что численные характеристики реологических свойств (Мкр.) галетного теста, приготовленного с добавлением сухой клейковины как в эмульсию, так и в муку по сравнению с контролем выше, что свидетельствует об его укреплении. На кривых.замеса выделялись две характерные точки: первая экстремальная соответствовала максимальному значению крутящего момента, вторая - точке перехода кривой замеса в прямую линию, параллельную оси абсцисс (плато фаза).

В этих точках и в близких к ним по значению крутящего момента точках при разных частотах вращения определяли качество галет. Галеты наилучшего качества были при продолжительности замеса, соответствующей второй характерной точке. Следовательно, первая экстремальная точка соответствует равномерному распределению рецептурных компонентов по всему объему месильной камеры и образованию однородной гомогенной массы. В этой точке упругие свойства теста выражены максимально. Вторая точка - характеризует момент окончания процесса пластификации галетного теста и определяет его готовность к последующим технологическим операциям.

В момент готовности теста определяли величину энергоемкости за-

А ОПГ- Т»

меса - Ауд. . Из значении энергоемкости замеса, соответствующей его

опт

оптимальной продолжительности (Ауд. ) следует, что удельная работа, затраченная на замес теста, при увеличении частоты вращения месильных органов (п) имела тенденцию к возрастанию. При частоте вращения п=1.0 с-1 наблюдалось снижение величины АудТ . Замес теста при этом значении частоты вращения месильных органов приводил к получению галет наилучшего качества. Следовательно, чем меньше значение удельной работы замеса галетного теста до готовности, тем выше качество галет.

н/м

Ккз,г

10 1£ 20 25 О)

о г>

5 10 15 20 25

5)

гог.шн

С ч.

Г N

\| ч.

мм -

1

1

1С 15 20 25 зс

8)

Рис. 3 Зависимость реологических свойств теста (Мкр.) при его замесе от частоты вращения месильных органов тестомесильной машины (п): 1 - 0,5 с-1 ; 2 - 1,0 с-1 ; 3 - 1,5 с-! ; 4 - 2,0 с-1 ; 5 - 2,5 с-1 ; 6 - 3,0 с-1 и способа внесения сухой клейковины: а) в муку; б) в жировую фракцию эмульсии; в) контроль

При изменении частоты вращения от 2,0 с1 до 3,0 с-' тесто становится липким, тестовые заготовки при выпечке вздуваются, показатели качества галет снижаются, их внешний вид не соответствует требованиям ГОСТ. Следовательно, при приготовлении галет использовать интенсивный замес не целесообразно.

Проведенные исследования позволили объяснить влияние способа внесения сухой клейковины на изменение реологических свойств эмульсии, теста и качество галет. Более высокое качество галет при внесении сухой клейковины в жировую фракцию эмульсии по сравнению с гале-

хами, приготовленными при внесении сухой клейковины непосредственно в муку обусловлено тем, что гидрофобизация частиц клейковины на стадии приготовления эмульсии препятствует проникновению жидкой фазы теста при его замесе внутрь мицелл. В результате этого пластичные свойства теста, приготовленного с внесением сухой клейковины в жировую фракцию эмульсии увеличиваются по сравнению с тестом, приготовленным с внесением сухой клейковины в муку. Увеличение пластичных свойств геста приводит к улучшению качества готовых изделий.

Исследовали влияние состава и свойств сухой клейковины на изменение реологических и энергетических параметров теста при его замесе и качество гагет. Установлено, что изделия наилучшего качества были получены при замесе теста, который характеризовался самым низким значением удельной работы, затраченной на замес теста до его готовности, приготовленного с внесением слабой сухой клейковины (образец 4,рис.4).

Рис. 4 Влияние сухой клейковины разного качества на величину

-г- /Л ет\

удельной работы теста при его замесе (Ауя.) 2.2.3.3. Исследование влияния способа внесения сухой клейковины

опт

ш

на качество и сохранность галет

Одним из факторов, ограничивающих срок хранения печенья и галет является прогоркание жирок.

С целью изучения влияния способа внесения сухой клейковины ( на стадии приготовления жировой фракции эмульсии или при смешивании ее с мукой) на сохранность галет выделяли свободные и связанные липи-ды, из контрольного образца галет и галет, приготовленных с внесением сухой клейковины, сразу после выпечки и через 30 суток хранения. Установлено, что при внесении сухой клейковины в жировую фракцию эмульсии увеличивается доля липидов, находящихся в связанном состоянии (табл. 4). Это объясняется тем, что под действием влаги, тепла и механического воздействия липиды и продукты их превращения взаимодействуют с протсолипидами клейковины, которые являются природными акцепторами липидов, с образованием вторичных лшшд-белковых комплексов.

4. Изменение содержания свободных и связанных липидов галет, приготовленных с внесением сухой клейковины на различных стадиях технологического процесса

Образцы Продолжи- Содержание липидов, % на СВ Кислотное

галет тельность число жира,

хранения, свободных связанных общих мг КОН

сут.

1 0 9,13 1,07 10,20 28

30 7,94 2,00 9,94 48

2 0 8,95 1,36 10,31 24

30 7,87 2,29 10,16 39

3 0 8,42 1,78 10,02 14

30 7,21 2,50 9,81 24

1- контроль

2 - с внесением сухой клейковины в муку

3 - с внесением сухой клейковины в жировую фракцию эмульсии

Известно, что липиды в составе липид-белковых комплексов прогоркают в наименьшей степени. Это подтверждается полученными нами данными по изменению кислотного числа жира при хранении галет, приготовленных разными способами. В галетах, приготовленных по спосо-

бу внесения сухой клейковины в жировую фракции} кислотное число жира изменялось в меньшей степени.

Изменение кислотных чисел при хранении обусловлено в первую очередь гидролизом жира с образованием свободных жирных кислот. При изучении группового состава установлено, что при хранении галет снижается количество триацилглицеринов и полярных соединений в свободных липидах и полярных - в связанных. В результате гидролитического расщепления накапливаются свободные жирные кислоты. Накопление свободных жирных кислот в свободных липидах в образце галет с внесением сухой клейковины в эмульсию происходило на 36 % меньше, чем в контрольном и на 27 % меньше, чем в галетах с внесением сухой клейковины в муку (рис. 5).

>3 =Г

а •8-а>

5

х

ге *

а.

ш

сг о О

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 30

о 30

о 30

030

О 30

О 30

0 30

0 30

МММ - полярные липиды РШ - свободные ЖК ¡дщ - триацилглицерины

Рис. 5 Изменение группового состава свободных липидов при хранении образцов галет: а) - контроль; б) - с внесением сухой клейковины в муку; в) - с внесением сухой клейковины в жировую фракцию эмульсии

Изучение жирнокислотного состава показало, что в галетах с внесением сухой клейковины в жировую фракцию эмульсии накопление не-

насыщенных жирных кислот происходит на 69% меньше, чем в контроле и на 55% меньше, чем в галетах с внесением сухой клейковины в муку.

Таким образом, результаты исследований лииидной фракции галет показали, что способ внесения сухой клейковины оказывает существенное влияние на сохранность и качество готовой продукции.

2.2.4. Проверка разработанной технологии в опытно-промышленных

условиях

На основании проведенных исследований была разработана рецептура и технология приготовления нового сорта галет Перспектива с применением сухой клейковины. Операторная модель технологической системы производства диетических галет приведена на рис. 1.

В соответствии с разработанной технологией сухую клейковину смешивают с подогретым до температуры плавления маргарином (рис. 1, подс.Сг, стадия 1). Затем перемешивают с растворенными в воде остальными рецептурными компонентами в течение 6,0-8,0 минут при интенсивности перемешивания 1400-1600 об/мин (рис.1, поде. Сг, стадия II). Полученную эмульсию смешивают с пшеничной мукой и проводят замес теста в течение 15-20 минут при частоте вращения месильных органов тестомесильной машины 55-65 об/мин и температуре 38-42 °С (рис. 5 , поде. С))- Влажность галетного теста - 30-35 %.Продолжительность брожения теста - 1 час при температуре 32-36 °С. После брожения тесто обрабатывают 2 раза на ламинаторе. Выпечку тестовых заготовок производят в трехзонной пекарной камере в течение 10 минут. Температура выпечки по зонам: первая зона- 200-220 °С, вторая - 220-240 «с, третья-240-260 °С. Температура галет после охлаждения - 45-50 °С. Готовые галеты расфасовывают.

Результаты производственных испытаний, дегустационная оценка показали, что полученное изделие имело хорошие потребительские свойства: светло-бежевый цвет, правильную форму, ровную гладкую поверхность, приятный вкус.

Проведен сравнительный расчет химического состава и энергетической ценности галет с добавлением сухой клейковины. Установлено, что внесение сухой клейковины повышает содержание белка в галетах в два раза и снижает их энергетическую ценность по сравнению с галетами, приготовленными без сухой клейковины.

2.2.5. Разработка рецептур сухих полуфабрикатов для приготовления диетических мучных изделий в домашних условиях

Разработка рецептур сухих полуфабрикатов мучных изделий, с использованием которых в домашних условиях можно приготовить изделия специального назначения, является перспективным направлением для решения проблемы увеличения производства продуктов профилактического и диетического назначения.

При создании рецептур и технологии получения сухих полуфабрикатов мучных изделий за аналог была взята рецептура полуфабриката кекса Весенний (котрольный образец), так как при приготовлении из него кекса тесто готовят на дрожжах.

При исследовании влияния состава и свойств сухой клейковины на качество кексов проводили лабораторные выпечки изделий с внесением сухой клейковины 1 и 2 образцов в количествах от 2 до 14 % от массы пшеничной муки. Муку использовали слабую по силе. Внесение сухой клейковины в количествах от 2 до 8 % от массы пшеничной муки положительно влияло на качество выпеченных кексов (количество обусловлено свойствами сухой клейковины). Изделия наилучшего качества были получены при использовании сухой клейковины 2 образца, которая была слабой и имела высокую пенообразукмцую способность.

Известно, что яичный порошок в качестве компонента рецептуры сухих полуфабрикатов по сравнению с сухой клейковиной имеет определенные недостатки: содержит меньше белка, больше холестерина (до 2 %) и имеет меньший срок храпения. Сухая клейковина отличается более высокими функциональными свойствами ( ее пенообразующая способность в 4 раза выше по сравнению с яичным порошком). Высокая пенообразующая способность сухой клейковины способствует фиксации структуры тестовых заготовок при выпечке, что позволяет увеличить объем и улучшить структурно-механические свойства мякиша.

При определении рецептуры сухого полуфабриката исследовали возможность замены яичного порошка сухой клейковиной. Изделия наилучшего качества были получены при уменьшении количества яичного порошка на 50% и внесении сухой клейковины в количестве до 8 % к массе муки.

Методом композиционного униформ-рототабельпого планирования эксперимента изучено влияние рецептурных компонентов: сухой клейковины (ХО, сахара-песка (Х5), жира (Хб) на удельный объем (Уз,%) и относительную пластичность (Уд,%) кексов.

Установлено, что зависимость показателей качества изделий, приготовленных из сухого полуфабриката, от исследуемых факторов имела сложный характер, с экстремальными значениями, соответствующими оптимальному качеству кексов (рис. 6).

ему г

хой клейковины (Х4) и сахара (Х5)

При оптимизации результатов эксперимента были установлены следующие количества рецептурных компонентов , % к массе сухого полуфабриката: сухой клейковины, сахара и жира - 8,10 и 8 соответственно. Кекс имел правильную форму, гладкую выпуклую корку светло-коричневого цвета, сухой на ощупь эластичный мякиш с равномерной тонкостенной пористой структурой. Удельный объем возрос на 14 % по

сравнению с контрольным образцом, а содержание белка в кексе с сухой клейковиной увеличилось на 72% и составило 13 г на 100 г изделия.

Известно, что добавление сухой клейковины, а также сахарозаме-нителей (ксилита, сорбита, фруктозы) взамен сахарозы, приводит к снижению динамики утилизации углеводов пищевых продуктов в организме человека. Поэтому их рекомендуют использовать при создании рецептур и технологий новых сортов изделий для диабетического питания. В связи с тем, что яичный порошок имеет высокую калорийность, а также содержит холестерин при разработке сухих полуфабрикатов мучных изделий для диабетического питания его исключили из рецептуры. С учетом сладости и содержания сухих веществ количество подслащивающих веществ в % к массе полуфабриката составило 10, .20 и 6,67 соответственно. Мучные изделия наилучшего качества получались при замене сахарозы фруктозой.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана и проверена в опытно-промышленных условиях \ООТ "Большевик" технология производства мучных кондитерских изде-щй с применением сухой клейковины.

2. При исследовании влияния сухой клейковины с различными фупк-щональными свойствами на реологические характеристики эмульсии, тес-га, качество затяжного печенья и галет установлено, что эффективность ;е действия зависит от содержания основных компонентов, группового и кирнокислотного состава липидной фракции, функциональных и органо-хептических свойств, количества и способа внесения в рецептурную смесь.

2.1. Показано, что при производстве мучных кондитерских изделий целесообразно использовать сухую клейковину, выделенную из пшеничной пуки второго сорта, полученной при макаронном помоле твердой пшени-ды, так как ее применение обеспечивает наиболее высокое качество изде-тий.

2.2. Наиболее высокий технологический эффект достигается введением сухой клейковины в оптимальных количествах, которые составляют для затяжного печенья - 4 %, для галет - 10 % к массе муки, для кексов - 8 % от «ассы полуфабриката.

2.3. Установлена целесообразность добавления сухой клейковины I жировую фракцию эмульсии, что обеспечивает высокое качество готовы) изделий.

2.4. Исследование группового и жирнокислотного состава липидо] при хранении галет показало , что при внесении сухой клейковины в жи ровую фракцию эмульсии увеличение содержания свободных жирных кис лот и кислотного числа жира, происходит в наименьшей степени, что сви детельствует о лучшей сохранности изделий и позволяет увеличить срок и: хранения. 1

3. Разработан способ контроля галегного геста с сухой клейковино! до его готовности с учетом динамики развития реологических свойств I определена оптимальная частота вращения месильных органов тестоме сильной машины, которая составила п= 1,0 с1.

4. С использованием метода математического планирования экспе римента определен состав рецептуры сухого полуфабриката для приготов ления в домашних условиях мучного изделия диетического назначения.

5. Установлена возможность замены яичного порошка сухой клейко виной при приготовлении кексов для диабетического питания.

6. Разработаны рецептуры и способы приготовления новых видов су хих полуфабрикатов для приготовления диабетических мучных изделий использованием сухой клейковины и подслащивающих веществ.

7. Разработана и утверждена НТД на новый сорт галет Перспектива применением сухой клейковины.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Дубцова Г.Н. , Карушева Н.В., Соловьева М.И. Использование су хой клейковины при выработке диетического печенья // Совершенствова ние технологических процессов производства новых видов пищевых про дуктов и добавок: Всесоюзная научно-техническая конференция : Тез докл., Киев.-1991,- с.126.

2. Соловьева М.И., Дубцова Г.Н., Нечаев А.П. Сухие смеси для при готовления кексов лечебно-профилактического назначения // Экология че ловека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания: 1 Международный семинар: Тез. докл., -М.,1993,- с.27-28.

3. Соловьева М.И., Черных В.Я., Нечаев А.П., Дубцова Г.Н. Приго-овление диетических галет с применением сухой клейковины разного ка-ества // М., ЦНИИТЭИ "Хлебопродинформ".-1995.-вып. 3,- с.28-31.

4. Соловьева М.И., Черных В.Я., Нечаев А.П., Дубцова Г.Н. Влияние ухой клейковины и способа ее внесения на реологические свойства теста и :ачество галет//М., ЦНИИТЭИ "Хлебпродинформ".-1995.-вып. 5.- с24-27.

5. Соловьева М.И., Дубцова Г.Н., Нечаев А.П. Использование сухой лейковины из твердой и мягкой пшеницы при выработке галет. // Эколо-ия человека: пищевые технологии и продукты: 4-й Международный Сим-юзиум: Тез. докл.- М., 1995.- с. 312-313.

6. Нечаев А.П., Дубцова Г.Н., Соловьева М.И. Способ производства лучных кондитерских изделий. Положительное решение комитета Россий-:кой Федерации по патентам и товарным знакам (Роспатент) о выдаче патента № 95-103236\(006139) от 07.03.95.

7. Нечаев А. П., Дубцова Г.Н., Соловьева М.И. Новые виды мучных юлуфабрикатов для домашнего приготовления диетических кексов. // М., \гроНИИТЭИПП.-1995.-вып.2-3,- с. 12-14.

SUMMARY

The research work is devoted to scientific principles of the technology of arinaceous foods by the modern directions in the use of dry wheat gluten.

It is shown that properties dough and finished products depend on :hemical composition, functional properties, dosage and ways of introducing tddition.

The experiment has determined that the introduction of dry wheat gluten etards the rate of their getting stale when stored.

The recipes and technology of making new sorts of farinaceous foods have leen worked out. Their evaluation test under production condition has given »ositive results.