автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии получения проростков зерна пшеницы для производства хлебопекарной и кулинарной продукции

На правах рукописи

БЕРЕЖНАЯ ОКСАНА ВИТАЛЬЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОРОСТКОВ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОПЕКАРНОЙ И КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 ИЮН 7015

005569642

Москва-2015

005569642

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Малкина Валентина Даниловна

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет

Витол Ирина Сергеевна кандидат биологических наук, доцент,

ФГБНУ ВНИИ Зерна и продуктов его переработки, старший научный сотрудник

Ведущая организация: ФГБНУ «Научно-исследовательский институт

Защита состоится «30» июня 2015 г в 10.00 часов в ауд. 302 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.148.03 в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУПП».

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, МГУПП, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.148.03.

С авторефератом диссертации можно ознакомиться на сайтах ВАК РФ Министерства образования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru/dissertation и ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» http://mgupp.ru Автореферат разослан «^У» и-саи: 2015 г.

Ученый секретарь

Дубцов Георгий Георгиевич

технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)», и.о. заведующая кафедрой «Технологий переработки зерна, хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства им. Н.П. Козьминой

хлебопекарной промышленности»

диссертационного совета, д.т.н., профессор

Богатырева Т.Г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Ориентация на здоровый образ жизни становится все более популярной среди различных возрастных групп населения, что в свою очередь влечет за собой увеличение спроса на продукцию для «здорового питания», к которой относятся продукты с пониженным количеством жира, сахара, но с высоким содержанием пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ. Необходимость обогащения продуктов биологически активными веществами и пищевыми волокнами является главной предпосылкой для разработки пищевых продуктов, кулинарных блюд, отвечающих запросам современного потребителя.

Для обогащения продуктов питания используется разнообразное сырье и в частности зерновое. Однако при производстве различных зерновых продуктов (сортовая мука, шлифованная крупа) наиболее ценные в пищевом отношении части зерна удаляются, что обусловливает целесообразность поиска направлений использования непосредственно целого зерна при производстве пищевой продукции. Учитывая, что продукты переработки зерна относятся к доступным продуктам каждодневного спроса, стоит вопрос о придании им функциональных свойств. Важно максимально сохранить приемлемую часть оболочки и алейронового слоя в конечном продукте, как наиболее богатых биологически активными веществами частей зерна. Особый интерес представляют пророщенные зерна пшеницы, их использование позволяет разнообразить ассортимент продукции, придавать продуктам оригинальную вкусовую гамму и обогащать биологически активными веществами. В настоящее время, несмотря на несомненные высокие пищевые достоинства, продукты, полученные на основе пророщенного зерна, на российском рынке представлены недостаточно. В торговой сети потребителю предлагаются пророщенные зерна или проростки различных зерновых культур, в том числе проростки пшеницы. Пророщенное в течение непродолжительного времени зерно пшеницы является основой для производства цельнозернового хлеба. Однако для этого продукта характерна склонность к ускоренному микробиологическому поражению, что ограничивает расширение использование пророщенного зерна при производстве хлебопекарной продукции.

В связи с этим, разработка технологии получения безопасного по микробиологическим показателям пророщенного зерна пшеницы, предназначенного для производства хлебопекарной, кулинарной и другой продукции, исследования, направленные на совершенствование действующих и создание оригинальных технологий пищевых продуктов, обладающих повышенной пищевой ценностью за счет использования пророщенного зерна пшеницы являются актуальными.

Степень разработанности темы исследования. Значительный вклад в изучение аспектов обогащения продуктов питания функциональными

ингредиентами, в том числе использование пророщенных зерен различных культур, внесли отечественные исследователи: Ауэрман Л.Я., Казаков Е.Д., Козьмина Н.П., Поландова Р.Д., Дубцов Г.Г., Ильина O.A., Цыганова Т.Б., Малкина В.Д., Ипатова Л.Г., Кочеткова A.A., Нечаев А.П., Н.С., Шатнюк Л.Н., Тошев А. Д. и др.

Однако существенным фактором, сдерживающим широкое применение хлебопекарными предприятиями и предприятиями общественного питания пророщенного зерна пшеницы, является склонность к повышенной контаминации микроорганизмами в процессе проращивания. Вопрос предупреждения развития микроорганизмов при проращивании зерна при сохранении высоких потребительских свойств остается недостаточно изученным и требует дополнительных исследований.

Цель и задачи исследований. Целью исследования являлось решение комплекса научно-практических задач, направленных наполучение проростков зерен пшеницы безопасных по микробиологическим показателям итехнологических решений по их применению без термической обработки при производстве кулинарной продукции.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

• проведение анализа существующего рынка пророщенного зерна и перспектив его развития, анализ информированности потребителей относительно пророщенного зерна и определение потребительских предпочтений;

• мониторинг микробиологических показателей пророщенного зерна, реализуемого в торговой сети г. Москвы;

• исследование изменений (ферментативной активности, содержания витаминов, антиоксидантной емкости и др.), происходящих при прорастании зерна пшеницы, для оценки пищевой и технологической ценности продукта;

• сравнительное исследование методов повышения микробиологической безопасности пророщенного зерна пшеницы за счет использования физического воздействия, антисептических бактерио-фунгистатических препаратов химического и растительного происхождения;

• исследование влияния бактерио-фунгистатических препаратов на свойство хлебопекарного сырья, качество изделий и развитие микробиологических повреждений при хранении хлебобулочных изделий;

• разработка технологии получения пророщенного зерна с применением бактерио-фунгистатического препарата для розничной продажи;

• исследование антиоксидантной ёмкости, изменении её при проращивании и хранении пророщенного зерна пшеницы в вакуумной упаковке;

• разработка рецептур и технологий производства кулинарных изделий, с

использованием проростков пшеницы;

• разработка технической документации на новые изделия, проведение их

опытно-промышленной апробации.

Научная новизна. Научно обоснована технология получения пророщенного зерна пшеницы, предназначенного для использования в кулинарии и в хлебопекарном производстве, предусматривающая наряду с проращиванием, обеззараживание пророщенного зерна путем обработки растительным бактерио-фунгистатическим препаратом, содержащим биофлавоноиды, органические кислоты (яблочную, лимонную) и вакуумирование в упаковке.

Установлено, что микробиологическая контаминация пророщенного зерна может быть доведена до допустимого уровня путем воздействия биофлавоноидов в комбинации с органическими кислотами, содержащихся в растительном экстракте.

Доказано, что биофлавоноиды растительного экстракта оказывают угнетающее воздействие на развитие плесневых грибов (Aspergillus oryzae, Rhizopus nigricans, Mucor racemosns) и на развитие возбудителя картофельной болезни (Bacillus subtilis). Установлена более высокая бактерицидная эффективность биофлавоноидов по сравнению с воздействием на микроорганизмы озонированием.

Установлено, что проращивание зерна сопровождается значительным нарастанием его антиоксидантной ёмкости, что обусловливает целесообразность использования пророщенного зерна в рецептурах пищевых продуктов не только для повышения пищевой ценности и обогащения пищевыми волокнами, но и в целях замедления прогоркания липидов продукции.

Показано, что высокий антиоксидантный уровень и потребительские характеристики пророщенного зерна могут быть обеспечены за счет вакуумирования готового продукта.

Теоретическая и практическая значимость работы. Для повышения микробиологической безопасности пророщенного зерна рекомендовано использование препарата, представляющего собой растительный экстракт, содержащий биофлавоноиды и органические кислоты. На основании результатов исследования разработан модифицированный способ получения пророщенного зерна пшеницы, определены длительность и параметры процесса проращивания.

Разработан способ повышения микробиологической устойчивости выпеченных хлебобулочных изделий за счет использования растительного

экстракта, для предупреждения развития плесени на поверхности изделий -путем опрыскивания раствором препарата «Микрофреш» после выпечки; для предупреждения развития спорообразующих бактерий, возбудителей картофельной болезни - путем введения экстракта при замесе теста.

С использованием пророщенного зерна пшеницы разработаны рецептуры и технология производства различных видов кулинарной продукции.

Разработана техническая документация на проростки пшеницы для кулинарного использования в вакуумной упаковке, консервированные растительным экстрактом.

Разработан рабочий план по системе ХАССП (НАССР) для производства проростков пшеницы в вакуумной упаковке с определением рисков и контрольно-критических точек.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертации являются труды отечественных и зарубежных ученых, их разработки в области снижения контаминации зерна пшеницы при проращивании, применения пророщенных зерен различных культур для создания обогащенных продуктов питания с улучшенными потребительскими свойствами. При выполнении работы использовали стандартные и общепринятые социологические, органолептические, физико-химические и микробиологические методы исследования сырья и готовой продукции.

Положения, выносимые на защиту:

• результаты маркетинговых исследований состояния и перспектив развития рынка пророщенного зерна;

• результаты мониторинга микробиологических показателей пророщенного зерна, реализуемого на рынке;

• результаты исследований процессов при прорастании зерна;

• технологические аспекты повышения микробиологической безопасности пророщенного зерна и выпеченных хлебобулочных изделий;

• модифицированную технологию получения пророщенного зерна в вакуумной упаковке с использованием бактерио-фунгистатического препарата;

• технологические аспекты выработки кулинарной продукции с использованием пророщенного зерна.

Степень достоверности результатов работы. Достоверность полученных результатов обеспечивается значительным объемом исследований с использованием стандартных и специальных методов. Результаты экспериментальных исследований обрабатывали с помощью программы Microsoft Excel 2010. Обработка результатов проводили с достоверностью 95%.

Апробация работы. Результаты исследований докладывали на Первой межрегиональной научно - практической конференции «Инновационные технологии производства продуктов общественного питания» Владивосток: ДВФУ, 2013 г. Технологии и рецептуры разработанных кулинарных блюд

прошли проверку на предприятии сети кофеен «Lavazza Expression», компании ООО «НТК Таун Ресторантс», что подтверждается актами производственных испытаний.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, библиографического списка, включающего 144 источника, 7 приложений. Работа изложена на 207 страницах компьютерного текста, включает 25 таблиц и 16 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность выбранной темы, сформулированы цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость результатов исследований.

1. Обзор литературы

В обзоре литературы освещены основные аспекты пищевой ценности пророщенного зерна пшеницы. Изложены сведения о биохимических процессах, происходящих при прорастании зерна пшеницы. Рассмотрено влияние озонирования и ИК-обработки на снижение контаминации пищевых продуктов. Рассмотрены аспекты развития технологий с использованием пророщенного зерна.

В результате проведенного анализа и обобщения данных научно-технической литературы определена цель и задачи исследований, предусматривающие необходимость разработки метода снижения контаминации пророщенного зерна и технологии кулинарных блюд с использованием проросшего зерна пшеницы без термической обработки.

2. Экспериментальная часть

Исследования проводились в лабораториях кафедр «Товароведение и общественное питание», «Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза» ФГБОУ ВПО «Московский Государственный университет пищевых производств». Общая схема исследований представлена на рисунке 1.

2.1 Объекты и методы исследований

Объектами исследования являлись: зерно пшеницы урожая 2012 и 2013 гг; консервант пищевой «Униконс» по ТУ 9154-001-37794199-12 (НПО «Альтернатива» - Нижний Новгород) и антимикробный препарат растительного происхождения «Микрофреш» (ООО «Джорджия» - Москва).

Проращивание зерна проводили при температуре 20° С, влажности 85% в течение 48 часов до образования ростков размером 2мм.

В ходе технологических исследований использовали сырье, для хлебопекарной и кулинарной продукции, отвечающие требованиям соответствующих стандартов и технических условий.

Маркетинговые исследования проводили методом социологического опроса жителей г. Москвы.

Анализ качества зерна и проростков пшеницы проводили по общепринятым методикам. Содержания витамина С проводили в соответствии с ГОСТ 24556-89. Витамины группы В флюорометрическим методом. Определение энергии прорастания и способности к прорастанию проводили в соответствии с ГОСТ 10968-88.

Амилолитическую (декстринирующую) активность определяли капельным методом (метод Родзевич В.И. и Климовского Д.Н.), осахаривающую способность - с использованием колориметрического метода для определения восстанавливающих Сахаров, протеолитическую активность -по модифицированному методу Ансона, содержание редуцирующих Сахаров -феррицианидным методом.

Антиоксидантную ёмкость (суммарное содержание антиоксидантов) определяли методом, основанном на реакции обесцвечивания катион-радикала АБТС в присутствии антиоксидантов, которые способны обрывать свободнорадикальные реакции окисления.

ИК-обработку зерна проводили на установке «УТЗ - 4». Озонирование осуществляли на приборе «РИОС 20-0,5 М».

Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов кМАФАнМ (общемикробное число) по ГОСТ 10444.15-94; дрожжей и плесеней - по ГОСТ 28805-90; выявление и определение количества бактерий Eschericha coli по ГОСТ 30726-2001.

Определение характеристики препарата «Микрофреш» оценивали по сухим веществам и определяли по ГОСТ Ю968-88ГОСТ 6687.2-90; титруемой кислотности по ГОСТ Р 51434-99; содержание органических кислот по ГОСТ 31643-2012; фенольные соединения определяли по методу «Определения суммарного содержания полифенольных соединений в пересчете на галловую кислоту».

Срок годности пророщенного зерна пшеницы в вакуумной упаковке с учетом коэффициентов резерва устанавливался согласно МУК 4.2.1847-04. Органолептические исследования проводили профильным методом и методом потребительских предпочтений.

Пищевую и энергетическую ценность рассчитывали с применением общепринятых методик и коэффициентов: по белкам и углеводам-4 ккал/г; жирам-9 ккал/г.

Рисунок 1 - Общая схема исследований

2.2 Результаты исследований и их анализ

2.2.1 Анализ рынка и потребительских предпочтений в отношении пророщенного зерна пшеницы

Проведение анализа рынка пророщенного зерна и перспектив его развития осуществляли на основании данных фирм, поставляющих на рынок пророщенное зерно. Анализ информированности потребителей относительно пророщенного зерна и определение потребительских предпочтений проводили путем социологического опроса. Семена злаков представлены в значительном количестве федеральных торговых сетей, в том числе Лента, Алые Паруса, Виктория, Спар, Перекресток, а также в специальных магазинах здорового питания и диабетической продукции. Пророщенные семена различных культур для пищевых целей поставляет ряд компаний. Крупнейшим производителем живых пророщенных зерен является компания ООО «Фруктовая почта», ООО «Русский Спраут».

Маркетинговые исследования показали, что потребителями таких продуктов являются в основном люди, ориентированные на здоровое питание. Всего было опрошено 125 человек. Большую часть опрошенных респондентов составили люди в возрасте от 25 до 45 лет, также значительный сегмент занимали респонденты от 18 до 25 лет. Опрос показал, что около 57% респондентов относятся позитивно к такому продукту как пророщенные зерна пшеницы, 43% нейтрально.

На вопрос «Покупали бы Вы этот продукт регулярно?» - 62% респондентов ответили положительно, периодически 3 Г/о, безразлично 7%.

Компания «Фруктовая почта» предоставила данные о продажах проростков различных сельскохозяйственных культур за 2014 г. Большую часть составляют проростки фасоли, это связано с большой популярностью потребления блюд Юго-Восточной Азии в предприятиях общественного питания. Несмотря на то, что пшеница, наиболее распространенная в России и относительно дешевая зерновая культура, потребление проростков фасоли намного выше, чем пшеничных. Многие недостаточно осведомлены о применении пшеничных проростков в кулинарии.

Наряду с недостаточной информированностью потребителей о пищевой ценности и направлениях использования пророщенного зерна главным фактором, сдерживающим увеличение его реализации, является нестойкость при хранении из-за не проработанности вопросов упаковки, условий хранения и возможных сроков реализации. В целях мониторинга состояния микробиологических показателей проростков пшеницы, предлагаемого к реализации в розничной торговой сети в ряде крупных универсамов, был проведен отбор проб пророщенной пшеницы. Результаты исследований показали, что пророщенное зерно, предлагаемое для непосредственного употребления в пищу, характеризуются значительным уровнем обсеменения

микроорганизмами (табл. 1). В одной из трех анализируемых проб было отмечено наличие кишечной палочки.

Таблица 1 - Микробиологические показатели товарных проб пророщенного зерна, реализуемых в розничной торговле

Пробы Микробиологические показатели

кМАФАнМ, КОЕ/г БГКП (коли-формы) Дрожжи, КОЕ/г Плесени, КОЕ/г

Нормируемые показатели по ТР ТС 021/2011 5,0х103 в 0,1 г не допускаются - 50

1 2,6x106 выявлены не обнаружены не обнаружены

2 1,0x106 не выявлены не обнаружены не обнаружены

3 1,7x106 не выявлены не обнаружены не обнаружены

Дополнительные исследования показали, что в условиях торговых предприятий прорастание зерна, помещенного в охлаждаемые витрины при рекомендуемой температуре 6±2 °С продолжается, приводя к существенному изменению исходной характеристики продукта.

2.2.2Исследование процессов, происходящих при прорастании зерна

пшеницы

Прорастание зерна сопровождается значительным накоплением водорастворимых веществ, о чем свидетельствует высокая экстрактивность получаемого продукта, при этом снижается содержание основных пищевых веществ белков, липидов и углеводов, расходуемых на процессы, связанные с формированием и развитием зародыша растения. Значительно увеличивается содержание витаминов В), В2(табл. 2).

Таблица 2 - Характеристикаизменений при проращивании зерна пшеницы

Показатели Исходное зерно Пророщенное зерно

Массовая доля, % влаги 14 40,0

белка 11,8 7,5

липидов 2,2 1,3

углеводов 59,5 41,4

12

Продолжение таблицы 2

пищевых волокон 10,8 3,6

Витамины, мг/ 100 г:

тиамин 0,42 0,73

рибофлавин 0,09 0,53

Экстрактивность, % 6,0 57,0

прорастающем зерне, это накопление ферментов, в первую очередь амилолитического комплекса. Исследования изменений активности ферментов при прорастании зерна пшеницы (табл.3) показали, что декстринирующая способность амилаз на вторые сутки прорастания возросла более, чем в 1000 раз, а осахаривающая способность в 500 раз, активность протеаз увеличилась в 1,5 раза.

Таблица 3 - Изменение активности ферментов при проращивании зерна пшеницы

Проба зерна Декстринируюшая способность, ед. акт/ г Осахаривающая способность, ед. акт/ г Протеолитическая способность, ед.акт/ г

Сухое зерно 90 12 0,5

Пророщенное зерно 90000 600 0,75

пшеницы (рис.2).

Продолжительность проращивания, ч Рисунок 2 - Накопление витамина С в прорастающем зерне пшеницы

Исследования показали, что в процессе прорастания зерна пшеницы синтезируется витамин С. Максимальное накопление витамина С происходит на вторые сутки проращивания. При дальнейшем увеличении времени проращивания содержание витамина С остается практически на том же уровне.

Известно, что антиоксиданты, присутствующие в пище, повышают иммунную защиту организма и, следовательно, снижают риск инфицирования. Это обусловливает повышенный интерес к поиску профилактических и лечебных антиоксидантных средств природного происхождения, основным преимуществом которых, является их многостороннее и щадящее воздействие на организм, отсутствие или незначительность проявления побочных эффектов. Исследовали изменение антиоксидантной емкости при проращивании зерна (рис.3).

Установлено, что в сухом зерне значение антиоксидантной емкости невелико, проращивание зерна характеризуется значительным повышением антиоксидантной емкости по гидрофильной фракции до 26,02 моль ТЭ/г с.в., по липофильной фракции до 1,446 моль ТЭ/г с.в.

Исходное зерно, Пророщенное ТЭ/г с.в. зерно, ТЭ/г с.в.

■ АОЕ липоф ■ АОЕ гидроф

Рисунок 3 - Изменение антиоксидантной емкости (АОЕ) при проращивании пшеницы

Анализ полученных данных показал, что самое высокое значение показателя антиоксидантной емкости по гидрофильной и липофильной фракции проявлялось у пророщенного зерна на 2 сутки прорастания.Высокая антиоксидантная емкость проростков пшеницы указывает на целесообразность их использования при получении продуктов, содержащие легко окисляемые компоненты, например,жиры, с преобладанием ненасыщенных жирных кислот.

Исследовали изменение состава микроорганизмов пробы зерна при проращивании (табл.4).

Таблица 4 - Микробиологические показатели исходного и пророщенного

зерна

Наименование образца Микробиологические показатели

кМАФАнМ, не более КОЕ/ г Дрожжи, КОЕ/г Плесени, не более КОЕ/г БГКП (коли-формы)

Нормируемые показатели по ТР ТС 021/2011 5x103 - 50 в 0,1 г не допускаются

Исходное зерно 8,0x103 60 40 отсутствуют

Зерно пророщенное 6,0x1 о" 78 65 отсутствуют

Результаты проведенных исследований показали, что микробиологическая обсемененность пробы зерна пшеницы, еще до проращивания превышает допустимые нормы, а при замачивании зерна и последующим проращивании в течение 48 часов при температуре 20°С количество микроорганизмов (кМАФАнМ) зерна пшеницы на порядок возрастает, при этом на стадии прорастания количество дрожжей возрастает на 30%, а количество плесневых грибов на 62%. Полученные результаты указывают на необходимость повышения микробиологической чистоты зерна.

2.2.3 Исследование методов повышения микробиологической безопасности пророщенного зерна

Для понижения уровня микробиологической контаминации исходного и пророщенного зерна использовали физические методы воздействия (метод ИК-обработки, озонирование), антисептические препараты нового поколения синтетического и растительного происхождения.

ИК-обработку зерна проводили на установке «УТЗ - 4». Зерно пшеницы обрабатывали при плотности лучистого потока 32 кВт/м2, изменяя продолжительность обработки и температуру нагрева (табл.5).

Таблица 5 - Микробиологические показатели зерна после ИК- обработки

Режимы обработки образца Нормируемые показатели по ТР ТС 021/2011

кМАФАнМ, не более 5x103 КОЕ/г БГКП в0,1г не допускается Плесень, не более 50 КОЕ/г

Время, с Температура, ° С

Зерно пшеницы (без обработки) 3,0x10 не выявлено 60

40 140 2,0x102 не выявлено 0

13 125 8,0x102 не выявлено 10

17 95 6,0x103 не выявлено 20

14 80 6,7x103 не выявлено 0

17 68 8,9x103 не выявлено 20

10 62 9,3х 103 не выявлено 10

8 58 9,0x103 не выявлено 10

Полученные данные показывают, что ИК- обработка при температуре 125°С и 140° С в течение соответственно 13 и 40 секунд обеспечивает снижение ОМЧ на три порядка, количества плесеней уменьшается в 6 раз. Снижение температуры обработки до 95°С и ниже снижает эффективность воздействия, при этом микробиологическая обсемененность остается на уровне превышающим допустимый. Таким образом, ИК-обработка в определенной степени способствует снижению уровня контаминации зерна микроорганизмами, однако обработка зерна при достаточно жестких условиях сопровождается потерей всхожести зерна.

Озонирование осуществляли с помощью озонатора воздуха РИОС 20-0,5 М, предназначенного для получения озоно-воздушной смеси из атмосферного воздуха. Пробы пророщенного и не пророщенного зерна обрабатывали озоном при номинальной производительности по озону 10 г/ч, и общим расходом

воздуха 160 м3/ч, период работы озонатора составлял 1 час при относительной влажности воздуха 80 %, и температуре 20-25° С (таблица 6).

Таблица 6 - Влияние озонирования на микробиоту зерна

Наименование образца Содержание микроорганизмов в зерне пшеницы

кМАФАнМ, не более КОЕ/г Плесени, не более КОЕ/г Дрожжи, не более КОЕ/г БГКП (коли-формы)

Нормируемые показатели по ТР ТС 021/2011(крупы, не требующие варки) 5x103 50 - в 0,1 г не допускаются

Исходное зерно 8,0х103 отсутствует отсутствует не обнаружено

Зерно, обработанное озоном 6,4x103 отсутствует отсутствует не обнаружено

Пророщенное зерно пшеницы 6,2х104 78 60 не обнаружено

Пророщенное зерно пшеницы, обработанное озоном 7,5x104 67 50 не обнаружено

Анализ полученных данных свидетельствует, что озонирование практически не снижает микробиологическую контаминацию исходного (не проросшего) зерна, а при обработке пророщенного зерна кМАФАнМ даже несколько возрастает.

Исследования воздействия озонирования в тех же параметрах на чистые культуры плесеней рода Aspergillus и Rhizopus, также - не подтвердили антимикробную эффективность озонирования.

Использование препаратов бактерео-фунгистатистического действия. Для снижения уровня микробиологической контаминации пророщенного зерна пшеницы использовали жидкие препараты нового поколения: синтетический препарат «Униконс» (полиазолидинаммоний-ионгидрат1,2,3-тригидроксипропан), и препарат растительного происхождения «Микрофреш», в состав которого входят органические кислоты: яблочная (6,5%) и лимонная (9,0%) и свыше 0,2% фенольных соединений (в пересчете на галловую кислоту).

Исследовали антагонистическое действие препаратов по отношению к микроскопическим грибам и бактериям E.coli и Bacillus subtilis (табл. 7).

Таблица 7 - Влияние препаратов «Униконс» и «Микрофреш» на развитие плесеней, бактерий E.coli и Bacillus subtilis

№ Исследованный Количество Препарат

микроорганизм Униконс Микрофреш

Зона подавления роста, мм

1. Aspergillus 0,1 35 22

oryzae 0,2 35 25

0,3 35 30

0,4 35 42

2. Rhizopus 0,1 35 21

0,2 35 31

nigricans 0,3 35 37

0,4 35 39

3. Mucor racemosus 0,1 35 30

0,2 35 35

0,3 35 38

0,4 35 38

4. E.coli 0,1 30 20

0,2 30 25

0,3 30 33

0,4 30 37

Ч. Bacillus subtilis 0,1 15 25

0,2 18 25

0,3 20 30

0,4 25 35

Установлено, что оба исследуемые препараты проявляют антагонизм к исследуемым микроорганизмам. Антагонистические свойства препарата «Униконс» проявляются при внесении препарата в объеме от 0,1 см3, с увеличением количества препарата антагонистические свойства ко всем исследуемым микроорганизмам не изменяются. Эффективность препарата «Микрофреш» наблюдалась в количестве 0,1 см3 и при увеличении количества препарата до 0,4 см3 степень подавление роста и развития исследуемых микроорганизмов увеличивалась.Наиболее эффективным и целесообразным

является использование препарата «Микрофреш», проявляющий наибольший антагонизм к микроскопическим грибам.

2.2.4 Влияния бактерео-фунгистатистического препарата на микробиологическую безопасность и качество хлебобулочных изделий

Пророщенные зерна находят применение при выработке хлебопекарной продукции. Практика показывает, что хлеб, приготовленный из цельномолотого и пророщенного зерна, часто заболевает картофельной болезнью, вызываемой бактериями Bacillus sitbtilis. Исследовали антимикробное действие препаратов при хранении хлебных изделий. В лабораторных условиях выпекали хлеб формовой из муки пшеничной высшего сорта. После охлаждения выделяли пробы хлеба, часть из которых опрыскивали 1,25%-ным раствором препарата Микрофреш (расход раствора 0,5 мл на 1 кг хлеба). Изделия помещали на хранение. В контрольной пробе плесень появилась через 48 часов. На пробах хлеба, обработанных препаратом Микрофреш следы плесени, не были обнаружены и через 96 часов хранения.

Определяли возможность использования препарата «Микрофреш» для предупреждения развития картофельной болезни хлеба. Готовили контрольный образец по обычной рецептуре (образец 1). В образец (2) вносили 1% препарата. В следующий образец (3) перед замесом теста в муку вносили суспензию клеток- возбудителя картофельной болезни хлеба. При замесе теста для 4 образца наряду с возбудителем картофельной болезни вносили препарат «Микрофреш» в количестве 1% к массе муки. Определение кислотности теста после замеса показало, что введение препарата «Микрофреш» не приводило к повышению кислотности теста. Введение препарата «Микрофреш» не оказало значительное влияние на качество изделий. Несколько увеличилась титруемая кислотность мякиша до 3,0 град, по сравнении с 2,5 град, в контрольном образце. Выпеченные изделия помещали на хранение в соответствии с методикой определения картофельной болезни хлеба. Через 36 часов проводили визуальный осмотр продукции. Образцы 1 и 3 имели на поверхности значительное количество колоний плесневых грибов, а на поверхности образцов 2 и 4 присутствовали незначительные участки, пораженные плесенью. В мякише образца 3 наблюдался заминающийся участок и имелся незначительный запах, характерный для хлеба, пораженного картофельной болезнью. При осмотре образцов изделий через 72 часа в образце 3 четко проявлялась картофельная болезнь. В образце 4, который также был экспериментально заражен возбудителем картофельной болезни и в который был введен препарат «Микрофреш», картофельная болезнь не обнаружена.

Дополнительно исследовали влияние препарата «Микрофреш» на чистую культуру В. subtilis. Исследования показали, что эффективность антагонизма пропорциональна количеству вносимого препарата «Микрофреш».

Следовательно, препарат «Микрофреш» является эффективным средством для предупреждения картофельной болезни хлеба. Рекомендуемая концентрация препарата составляет 1% от массы муки.

2.2.5 Разработка технологии получения проростков зерна с применением бактерно-фунгистатнческих препаратов

Исследования влияния препаратов синтетического и растительного происхождения на микробиологические показатели пророщенного зерна пшеницы представлены в табл. 8.

Таблица 8 - Влияние препарата на подавление микрофлоры пророщенного зерна пшеницы

Наименование образца Микробиологические показатели

кМАФАнМ, не более КОЕ/г Плесени, не более КОЕ/г Дрожжи, не более КОЕ/г БГКП(коли-формы)

Нормируемые показатели по ТР ТС 021/2011 5x103 50 - в 0,1 г не допускаются

Исходное зерно 8x103 60 40 не обнаружено

Пророщенное зерно 6,2x104 78 65 не обнаружено

Пророщенное зерно, обработанное препаратами

Пророщенное зерно, обработанное «Униконсом» 4x103 40 20 не обнаружено

Пророщенное зерно, обработанное «Микрофрешом» 2,5x102 20 10 не обнаружено

Было установлено, что обработка пророщенного зерна препаратами «Униконс» и «Микрофреш» позволяет значительно снизить его микробиологическую обсемененность. Количество кМАФАнМ при обработке «Униконсом» снижается на порядок, плесневых грибов и дрожжей - на 40%;

при обработке «Микрофреш»,кМАФАиМ снижается на два порядка, плесневых грибов и дрожжей - на 74% по сравнению с контролем, БГКП не обнаружено.

Специальные исследования показали, что предварительная обработка семян путем их выдерживания в растворах препаратов не приводит к снижению энергии прорастания и общей всхожести семян, что подтверждает целесообразность использования бактерио-фунгистатических препаратов при выработке проростков пшеницы для целей розничной продажи.

В результате исследований выявлено, что препарат растительного происхождения «Микрофреш» является более эффективным для снижения микробиологической контаминации зерна, по сравнению с препаратом «Униконс», при этом зерновой продукт сохраняет пищевую ценность и безопасность при употреблении.

Изучали возможность использования препарата «Микрофреш» для обеззараживания пророщенного зерна. Использовали две пробы зерна различных лет урожая. Пророщенное зерно обрабатывали путем обработки раствором препарата в водопроводной воде в гидромодуле 1:80, навески пророщенного зерна переносили в раствор «Микрофреш»и выдерживали около 2 минут. Контролем служила проба зерна, не обработанная препаратом (табл. 9).

Таблица 9 — Изменение микробиологических показателей при проращивании зерна

Содержание микроорганизмов

Нормируемые показатели поТР ТС 021/2011 кМАФАнМ, не более КОЕ/г Плесени, не более КОЕ/г Дрожжи, не более КОЕ/г БГКП (коли-формы)

5x103 50 — в 0,1 г не допускаются

Наименование образца

Исходное зерно (урожай2012г.) 4x103 отсутствует отсутствует отсутствует

Исходное зерно (урожай 2013г.) 4,2x103 отсутствует отсутствует отсутствует

Пророщенное зерно (урожай 2012г.) 1,4x104 отсутствует отсутствует отсутствует

Пророщенное зерно (урожай 2013г.) 1,2x104 отсутствует отсутствует отсутствует

Из данных таблицы следует, что исходное зерно чрезвычайно обсеменено микроорганизмами и поэтому требует особого внимания в санитарном отношении, так как используется в кулинарной продукции без тепловой обработки. Для обеспечения микробиологической безопасности при производстве продукции необходимо применять консерванты, например, «Микрофреш».

Для продления срока реализации проростков зерен пшеницы и для предупреждения повторного обсеменения использовали вакуумную упаковку. В открытом пакете пророщенные зерна пшеницы, предварительно обработанные препаратом «Микрофреш», помещались в камеру вакуумного упаковщика Henkelman Mini Jumbo, где создавался вакуум не ниже 5,0-7,5 Topp, затем упаковка запечатывалась сваркой, а после восстановления в камере атмосферного давления извлекалась из аппарата. Хранение осуществили в холодильнике при температуре 6±2 °С, периодически определяли состав микроорганизмов.

С целью установления срока хранения пророщенное зерно, обработанное антимикробным препаратом, исследовали на соответствие гигиеническим требованиям безопасности пищевых продуктов по микробиологическим показателям. Периодичность контроля устанавливалась согласно МУК 4.2.184704 (табл.10).

Таблица 10 - Изменение микробиологических показателей при хранении пророщенного дезинфицированного зерна пшеницы в вакуумной упаковке

Показатели Изменение содержания микроорганизмов при хранениив вакуумной упаковке в течение, сут.

5 8 10

Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль

кМАФАнМ, не более КОЕ/г 3,4x103 6х 103 4,2x103 7,9x103 2,7х104 6,3х104

Плесени, не более КОЕ/г не обнаружено не обнаружено не обнаружено

Дрожжи, не более КОЕ/г не обнаружено не обнаружено не обнаружено

БГКП,в 0,1 г не допускаются отсутствуют отсутствуют отсутствуют

Таким образом, учитывая рекомендуемые в МУК 4.2.1847-04 коэффициенты резерва, срок годности пророщенных зерен пшеницы составил -5 суток при температуре 6±2 °С. На основании исследования, следует сделать вывод о целесообразности использования вакуумной упаковки с предварительной обработкой антимикробным препаратом, что соответствует ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевых продуктов». Следует также отметить, что прихранении проростков зерна пшеницы обработанных препаратом «Микрофреш» в вакуумной упаковке антиоксидантная емкость продукта практически не изменяется (рис.4).

26,02 25,73

пророщенное зерно ■ АОЕ липоф ■ АОЕ гидроф

Рисунок 4- Антиоксидантной емкость проростков пшеницы при хранении в вакуумной упаковке

В результате проведенных исследований было установлено, что при хранении пророщенных зерен пшеницы в вакуумной упаковке значения АОЕ липофильной и гидрофильной фракций на 5 день хранения практически не изменились, что подтверждает целесообразность использования вакуумной упаковки для проростков пшеницы.На основании полученных данных были разработаны проекты технической документации ТУ и ТИ (29413289.100.2014) «Проростки пшеницы в вакуумной упаковке» и разработан рабочий план по системе ХАССП (НАССР) для их производства с определением контрольно-критических точек.

2.2.6 Разработка рецептур и технологий кулинарных блюд с использованием пророщенного зерна пшеницы

В качестве объектов для обогащения была выбрана кулинарная продукция, относящиеся к различным ассортиментным группам. С учетом анализа ассортимента кулинарной продукции для здорового питания 2х-суточные проростки пшеницы включили в рецептуру следующих блюд и изделий: салаты (салат с рукколой и проростками пшеницы, салат Фреш микс с проростками пшеницы); горячие блюда (ризотто с грибами и проростками пшеницы, каша рисовая с проростками пшеницы), напиток (молочный коктейль с проростками пшеницы), десерты (десерт шоколадный).Анализ пищевой и энергетической ценности кулинарной продукции с проростками

пшеницы, показал увеличение содержания в блюдах пищевых волокон от 3% до 30% пропорционально количеству вводимых проростков, витамина С на 22%, витамина В) на 40% .

Кулинарная продукция получила высокие оценки потребителей, что подтверждаются актом производственных испытаний. На данную продукцию разработана техническая документация.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Анализ потребительских предпочтений показывает, что потребители информированы о повышенной пищевой ценности пророщенного зерна и проявляют определенный интерес к этому виду продукции, также потребители информированы, что пророщенное зерно целесообразно вводить в разнообразные продукты, однако широкому кругу потребителей недостаточно известны конкретные направления использования прощенного зерна.

2. Установлено, что пищевые достоинства пророщенного зерна пшеницы обусловлены высокой экстрактивностью, наличием пищевых волокон, высокой витаминной и ферментативной активностью. Показано, что прорастание зерна сопровождается значительным увеличением антиоксидантной активности зерна.

3. Исследования показали, что основным фактором, определяющим безопасность пророщенного зерна, является высокий уровень контаминации микроорганизмами, что обусловливает необходимость обеззараживания зерна.

4. Показано, что использование теплофизического воздействия (ИК-обработка) в целях обеззараживания зерна сопровождается снижением интенсивности прорастания и понижением характеристики готового продукта. Применение в целях обеззараживания озонирования не обеспечивает стабилыюеснижение микробиологической контаминации.

5. Введение бактерио-фунгистатических препаратов синтетического или растительного происхождения существенно понижает уровень микробиологической контаминации зерна. Препараты проявляют бактерио-фунгистатический эффект по отношению к микроорганизмам при введении как на стадии замачивания зерна перед проращиванием, так и при введении в уже пророщенное зерно, приэтом вводимые препараты не оказывают негативное влияние на всхожесть и энергию прорастания зерна. С учетом маркетинговых показателей и несколько большей бактериостатической эффективности предпочтение следует отдать препарату растительного происхождения, содержащего биофлавоноиды и органические кислоты.

6. Показано, что бактерио-фунгистатический препарат не оказывает отрицательное воздействие на качество хлеба. Препарат целесообразно применять для предупреждения микробиологических повреждений хлебобулочных изделий, используя его в виде 1,5%-ного раствора для

опрыскивая поверхности выпеченных изделий в целях предупреждения развития плесневых грибов или вводя его в количестве 1% от массы муки при замесе теста для борьбы с картофельной болезнью хлеба.

7. Установлено, что бактерио-фунгистатический препарат целесообразно использовать для обеззараживания пророщенного зерна в сочетании с использованием вакуумной упаковки для предупреждения повторной контаминации пророщенного зерна. Хранение в вакуумной упаковке не приводит к снижению антиоксидантной емкости проростков зерна.

8. Разработана технология выработки проростков пшеницы для розничной торговли и общественного питания, предусматривающая, проращивание зерна пшеницы в течение 2-х суток, введение бактерио-фунгистатического препарата, помещение продукта в термоформуемую упаковку и ее вакуумирование.

9. Установлено, что в вакуумированном продукте сохраняется высокая антиоксидантная емкость. Срок годности упакованного продукта составляет 5 суток.

10. Показано, что проростки зерна пшеницы, полученные по разработанной технологии, могут быть использованы при выработке кулинарной продукции в том числе салатов, горячих блюд, десертов и др. Введение пророщенных зерен в рецептуру кулинарных изделий способствует повышению их витаминной и минеральной ценности и обогащению пищевыми волокнами.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Дубцов Г.Г. Повышение микробиологической безопасности пророщенного зерна пшеницы. / Дубцов Г.Г., Бережная О.В., Войно Л.И.// Пищевая промышленность. - 2013.- №6. - С. 28-29.

2. Дубцов Г.Г. Пророщенное зерно пшеницы в производстве кулинарной продукции. / Дубцов Г.Г., Бережная О.В.// Товаровед продовольственных товаров. - 2014. - №7,- С.57-63.

3. Дубцов Г.Г. Ферментативная антиоксидантная активность пророщенного зерна, используемого в кулинарии. / Дубцов Г.Г., Бережная О.В.// Товаровед продовольственных товаров. -2014. - № 10. - С.4-7.

4. Дубцов Г.Г. Проростки пшеницы - ингредиент для продуктов питания. / Дубцов Г.Г., Бережная О.В., Войно Л.И.// Пищевая промышленность. -2015,- № 5. — С.26-29.

В других изданиях

5. Дубцов Г.Г. Перспективы использования пророщенного зерна пшеницы при выработке кулинарной продукции. / Дубцов Г.Г., Бережная О.В., Чистякова Н.В.// Инновационные технологии производства продуктов общественного питания: мат. I межрегиональной научно - практической конференции - г. Владивосток: ДВФУ, 2013 г.- С. 15-18.

SUMMARY

The technology of germinated wheat grain has been developed that is safe in microbiological respect in a vacuum package. To reduce microbiological contamination, it is proposed to use a vegetable extract containing phenol compounds and organic acids. The preparation may be used in production of bakery goods to combat molding and rope spoilage of bread.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

УТЗ - установка для термообработки зернового сырья; АОЕ - антиоксидантная емкость;

АВТС - (диаммонийная соль 2-азинобис-(3-этилбензтиазолин) -6-сульфоновой кислоты;

ТЭ/г с.в. - тролокс эквивалент на грамм сухого вещества;

ОМЧ - общее микробное число;

БГКП - бактерии группы кишечной палочки;

МУК - методические указания;

ХАССП (англ. НАССР - Hazard Analysis and Critical Control Points, Анализ рисков и Критические Контрольные Точки).

Автор выражает глубокую признательность, проф., к.б.н. JI. И. Войне за внимание, проявленное к работе.