автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии приготовления и применения мучных композитных смесей для хлебопекарной промышленности

# #

На правах рукописи

/

УДК 664.644.002.62 (043.3)

КИРЕЕВА ЛАДА ИГОРЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ МУЧНЫХ КОМПОЗИТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.18.01- Технология хлебопекарных макаронных и кондитерских продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1998

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете пищевых производств

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор И.В. Матвеева

доктор технических наук, профессор Г.Г. Дубцов

кандидат технических наукТПнаучньп сотрудник Г.Ф. Дремучева

Концерн "Мосхлеб"

Защита состоится 1998 г. в . часов на заседании

Диссертационного Совета Д.063.51.01 Московского Государственного Университета пищевых производств.

Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по адресу:

125080, Москва, Волоколамское ш., 11.

Автореферат разослан ¿¿&Я- 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета к.т.н., доцент

И.С.Шуб

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Реализация задачи стабильного обеспечения населения хлебом хорошего качества и высокой пищевой ценности основывается на комплексном использовании сырьевых ресурсов, совершенствовании структуры ассортимента выпускаемых изделий, изыскании новых эффективных видов сырья для хлебопекарного производства, увеличении производства хлеба и хлебобулочных изделий.

Развитие хлебопекарной промышленности и увеличение объемов выпуска продукции связано также с разработкой интенсивных и совершенствованием существующих технологий приготовления хлеба.

Перспективным направлением, оптимально сочетающим и объединяющим пути решения задачи стабильного обеспечения населения хлебом хорошего качества и высокой пищевой ценности, является использование для приготовления хлебобулочных изделий мучных композитных смесей. Эти смеси состоят из различных компонентов, количество и соотношение которых зависит от назначения хлебобулочного изделия, приготовленного на их основе.

Рациональное использование в качестве компонентов мучной композитной смеси различных видов сырья, пищевых добавок (хлебопекарных улучшителей) создает условия для корректирования и целенаправленного изменения качества, пищевой и энергетической ценности, органолептических характеристик хлеба и булочных изделий, приготовленных на их основе, обеспечивает придание им определенных диетических свойств, путем варьирования рецептурными ингредиентами смеси и их соотношением.

Приведенные выше предпосылки предопределяют возможность выработки из мучных композитных смесей широкого ассортимента хлебобулочных изделий улучшенного и стабильного качества.

Реализация преимуществ приготовления теста с использованием готовых к применению сыпучих хлебопекарных полуфабрикатов, рецептуры которых сформированы из различных видов сырья и пищевь/х добавок, являющихся функциональными компонентами смеси, основывается на разработке рациональной технологии их приготовления и применения.

В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на разработку технологии приготовления и применения мучных композитных смесей, предназначенных для выработки широкого ассортимента хлебобулочных изделий, обладающих стабильным и улучшенным качеством.

Цель и задачи исследований. Целью исследования являлась разработка технологии приготовления и применения мучных композитных смесей для хлебопекарной промышленности.

Для реализации поставленной цели исследования проводили по следующим направлениям:

обоснование и разработка классификации хлебопекарных полуфабрикатов на основе системного подхода к определению классификационных признаков;

разработка рецептур мучных композитных смесей (МКС) и жировых композитных смесей (ЖКС) для производства хлеба и хлебобулочных изделий, содержащих различные виды нетрадиционного | дополнительного сырья и пищевые добавки с различными ; функциональными свойствами;

- исследование влияния вида и соотношения рецептурных компонентов смеси на качество хлеба, приготовленного на основе разработанных полуфабрикатов;

- оптимизация рецептурного состава мучных и жировых композитаых смесей;

- оценка хлебопекарных свойств мучных композитных смесей по степени изменения свойств клейковины в процессе хранения полуфабрикатов;

- исследование реологических свойств смесей, приготовленных на основе жировых продуктов;

- исследование влияния продолжительности хранения жировой композитной смеси на содержание в ней свободных, связанных и прочносвязанных липидов, а также на фракционный состав указанных групп;

- исследование влияния продолжительности хранения мучных и жировых композитных смесей на их микробиологический состав,

определение динамики роста различных групп контаминирующей микрофлоры. Выявление микроорганизмов, ответственных за ухудшение технологических свойств полуфабрикатов и снижение качества хлебобулочных изделий, приготовленных на их основе;

- исследование гранулометрического состава мучных композитных смесей;

- разработка технологических рекомендаций по приготовлению хлеба и булочных изделий на основе мучной композитной смеси;

опытно-промышленная апробация производства мучной композитной смеси и булочных изделий на основе мучных композитных смесей, определение экономической эффективности использования мучной композитной смеси.

Научная новизна. Разработаны научные основы технологии приготовления и применения мучных композитных смесей. Выявлены закономерности изменения показателей качества хлебобулочных изделий, приготовленных на основе мучных композитных смесей, в зависимости от вида и величины дозировки компонентов рецептуры смесей различного состава, при использовании в качестве компонентов рецептуры нетрадиционного хлебопекарного сырья с высоким содержанием белков, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон (соевый шрот, картофельная мука, пшеничные отруби, семена льна, семена кунжута), пряностей (смесь тмина, аниса и кориандра), пищевых добавок различного функционального назначения (модифицированные крахмалы, поверхностно-активные вещества, сухая нативная и деструктурированная клейковина).

Установлено наличие энергетического эффекта_ при включении в состав мучной композитной смеси одновременно нескольких пищевых добавок различного принципа действия. Совместное использование в составе смеси сухой клейковины и поверхностно-активных веществ и модифицированного крахмала обеспечило улучшение показателей качества хлеба, приготовленного на ее основе по сравнению с аналогичными показателями качества хлеба, приготовленного из МКС в рецептуру которой были включены лишь отдельные пищевые добавки в оптимальной дозировке.

Определена зависимость изменения реологических характеристик жировых композитных смесей (модуля упругости, предела текучести, удельной работы пластической деформации, параметров процесса релаксации упругих напряжений в ЖКС) в зависимости от вида компонента и величины его дозировки в рецептуре. При варьировании компонентами и дозировкой, увеличение содержания жирового продукта в жировой композитной смеси приводило к уменьшению модуля упругости, увеличению удельной работы пластической деформации, уменьшению предела текучести. Увеличение дозировки соли и сахара уменьшало пластические свойства ЖКС.

Установлено влияние продолжительности хранения ЖКС на содержание в ней липидов - свободных, связанных и прочносвязанных, а также на фракционный состав свободных и связанных липидов. Взаимодействие отдельных компонентов жировой композитной смеси в процессе хранения обусловило изменение ее липидного состава. Количество липид-белковых соединений, в частности фосфолипидов, увеличилось на 9%. Увеличение количества фосфолипидов способно оказать положительное влияние на показатели качества хлеба, приготовленного на основе жировой композитной смеси.

Установлено, что параметры гранулометрического состава мучной композитной смеси, рассчитанные по выборке результатов измерений размеров частиц, однозначно характеризуют сыпучий пищевой продукт и являются технологическими показателями при производстве сухих мучных композитных смесей, которые характеризуют однородность смеси и ее соответствие заданным условиям по рецептуре и качеству.

Практическая значимость. Обоснована возможность выработки широкого ассортимента хлеба и булочных изделий стабильного качества из хлебопекарных полуфабрикатов, в состав рецептуры которых, в зависимости от вырабатываемого ассортимента, включены различные виды нетрадиционного дополнительного сырья и пищевые добавки. По этому признаку разработанные смеси разделены на группы:

мучные композитные смеси, в состав которых включены пищевые добавки различного функционального назначения (поверхностно-активные вещества, модифицированные крахмалы,

л

сухая клейковина и др.) предназначенные для выработки массовых I сортов хлебобулочных изделий;

мучные композитные смеси, в состав рецептуры которых включены различные виды нетрадиционного дополнительного сырья (соевый шрот, пшеничные отруби, картофельная мука, семена льна, кунжута, тмин, анис, кориандр) используемые для выработки любительских сортов хлеба и булочных изделий;

жировые композитные смеси, в состав которых помимо пшеничной муки, дополнительного сырья, пищевых добавок (хлебопекарных улучшителей) введено значительное количество жировых продуктов (до 30% массы жировой композитной смеси), предназначенные для выработки хлеба, булочных изделий, в том числе сдобных.

Разработаны рецептуры мучных композитных смесей и жировых композитных смесей, разработаны технологические рекомендации для их производства и применения, оптимизированы дозировки компонентов смесей, что позволяет рекомендовать разработанные МКС и ЖКС для приготовления нескольких видов хлеба и булочных изделий.

Сформулированы микробиологические требования к МКС и ЖКС, на основе которых определена рекомендуемая оптимальная продолжительность хранения смеси.

Произведена промышленная апробация приготовления булочных изделий на основе разработанной и приготовленной мучной композитной смеси.

Апробация работы. Результаты работы изложены и обсуждены на Всероссийском семинаре "Молодежь и проблемы информационного и промышленного мониторинга" (Воронеж, 1996г), на V Международном симпозиуме "Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века" (Пятигорск, сентябрь 1997г), на Международной научно-теоретической конференции "Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК" (Москва, ноябрь 1997г).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в шести печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов и рекомендаций, списка используемой литературы, приложений. Работа изложена на 212 страницах машинописного текста, включает 52 таблицы и 19 рисунков.

1. Обзор литературы Рассмотрены проблемы питания населения и современные представления о нутрициологии хлебобулочных изделий. Проанализирована структура ассортимента хлеба с использованием ржаной муки, пшеничной муки и их смесей. Обобщены и систематизированы возможности и способы применения различных видов сырья и пищевых добавок для приготовления хлеба и булочных изделий, дан их анализ. Приведены современные направления применения МКС и ЖКС для приготовления хлеба и выделены наиболее перспективные из них.

2. Экспериментальная часть Исследования проводили в лабораториях кафедр "Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств", "Процессы ферментации и промышленного биокатализа" Московского Государственного Университета пищевых производств.

2.1. Объекты и методы исследования В работе использовали пшеничную муку высшего и первого сортов, в качестве дополнительных видов сырья применяли различные виды нетрадиционного сырья (соевый шрот, картофельная мука, сушеный лук, семена льна,' семена кунжута, смесь тмина, аниса и кориандра), жировые продукты (маргарины различных видов, жир животный безводный, жир говяжий), сахар-песок, молоко коровье обезжиренное сухое, пищевые добавки (модифицированные крахмалы, стеароиллактат натрия, эфир диацетилвинной кислоты с моноглицеридами, лецитин, дистиллированные моноглицериды, сухая нативная клейковина, комплексный хлебопекарный улучшитель).

В работе использовали общепринятые и специальные физико-химические, микробиологические, органолептические методы исследований

свойств сырья и готовой продукции, в том числе хроматографический метод определения липидного состава ЖКС и современные методы определения гранулометрического состава сыпучих продуктов.

2.2. Результаты исследования и их анализ 2.2.1. Обоснование и разработка технологии приготовления и применения мучных композитных смесей Установлены оптимальные параметры, характеризующие свойства разработанных полуфабрикатов и являющиеся технологическими показателями при производстве мучных композитных смесей. Анализ существующих технологий формирования смесей из пищевых продуктов и полученные в результате исследований данные позволили разработать рациональную технологическую схему производства МКС. Реализация предложенной технологической схемы предполагает создание отдельного участка формирования мучных композитных смесей, включая накопление необходимого запаса основного и дополнительного сырья. Целесообразность внедрения разработанной схемы определяется потребностью хлебопекарного производства в смесях со стабильными свойствами, отсутствием на мукомольных заводах и хлебопекарных предприятиях дозировочного и смесительного оборудования, обеспечивающего однородность смеси и ее соответствие заданным параметрам по рецептуре и качеству.

Теоретические исследования и анализ практики хлебопекарного производства показывают, что технология выработки хлеба из специально приготовленных полуфабрикатов, к которым относятся МКС, реализация их преимуществ, сочетается с гибкой системой регулирования технологического процесса и интенсификацией тестоприготовления, что позволяет улучшать и стабилизировать качество готовой продукции.

Регулирование и интенсификация технологического процесса, необходимая пищевая ценность и показатели качества готовых изделий обеспечиваются введением в состав смеси компонентов, имеющих разнообразные функциональные, физико-химические свойства и различный химический состав.

Включение в состав МКС пищевых добавок различного принципа действия, влияющих на структурные компоненты хлебопекарного сырья, свойства и комплекс процессов, происходящих в тесте создает предпосылки для интенсификации технологического процесса выработки хлеба, обусловленную широким применением однофазных ускоренных способов приготовления теста из пшеничной муки, стабилизирует свойства сырья, связанные с нестабильным качеством перерабатываемой муки, улучшает качество муки, повышает стабильность теста, улучшает его эластичность и растяжимость, облегчает машинную обработку тестовых заготовок, приводит к повышению показателей качества и потребительских свойств готовой продукции (увеличивается удельный объем готового хлеба, замедляется процесс черствения, увеличивается продолжительность хранения хлеба и др.).

Применение в МКС дополнительного хлебопекарного сырья различного химического состава, в основном, влияет на содержание в хлебе белковых веществ, липидов, углеводов, витаминов, минеральных макро- и микроэлементов и позволяет изменить в нужном направлении пищевую, а также энергетическую ценность готового изделия.

Качество хлеба (удельный объем, формоустойчивость, пористость и кислотность мякиша, его структурно-механические свойства, органолептическая оценка), приготовленного на основе МКС, обусловливается комплексом свойств разработанных композитных смесей.

Оценка хлебопекарных показателей МКС, являющаяся одним из факторов, обусловливающим эффективность разрабатываемых технологий, определяется результатами комплексных исследований по изучению взаимосвязи вида и количества компонентов мучных композитных смесей с процессом изменения качества хлеба, приготовленного на их основе.

Влияние пищевых добавок на показатели качества хлеба и булочных изделий

Применение пищевых добавок в качестве хлебопекарных улучшителей позволяет эффективно воздействовать на белхово-протеиназный и углеводно-амилазный комплексы муки, а также биотехнологические свойства дрожжей при созревании теста, что способствует ускорению кислотонакопления и газообразования,

увеличению газоудерживающей способности теста, приводит к интенсификации технологического процесса, увеличению удельного объема, пористости и формоустойчивости хлеба, улучшению структуры его мякиша, органолептических показателей, увеличению срока его хранения.

Анализ данных, полученных в результате исследования влияния сухой деструктурированной клейковины, сухой нативной клейковины, поверхностно-активных веществ (стеароиллактата натрия, эфира диацетилвинной кислоты с моноглицеридами, лецитина, дистиллированных моноглицеридов), модифицированных крахмалов (модифицированного фосфатного марки Б, кукурузного набухающего с патокой, окисленного гипохлоридом кальция) свидетельствует о том, что степень воздействия пищевых добавок на показатели качества хлеба зависела от вида и количества применяемой добавки. При включении в состав рецептуры МКС сухой клейковины в количестве 1% от массы муки, модифицированного набухающего крахмала с патокой (МНКК) - 0,3%, стеароиллактата натрия - 0,3%, удельный объем хлеба, приготовленного на основе МКС, увеличился на 15-19%; пористость мякиша - на 6-9%; сжимаемость мякиша - на 24-39% по сравнению с аналогичными показателями контрольной пробы хлеба, приготовленного без пищевых добавок. По органолептической оценке опытные пробы хлеба характеризовались развитой тонкостенной пористостью, имели эластичный мякиш, характерно выраженный вкус и запах.

При изучении влияния рецептурных компонентов на качество хлеба установлено, что включение в состав МКС одновременно трех пищевых добавок в оптимальном количестве обусловило появление синергитического эффекта и приводило к достижению наилучших показателей качества хлеба, по сравнению с раздельным внесением добавок.

На рис.1 представлены графики, характеризующие влияние совместного внесение пищевых добавок на относительное (по сравнению с контролем) изменение удельного объема хлеба, приготовленного на основе МКС.

Полученные результаты положены в основу разработки рецептур мучных композитных смесей с различными пищевыми добавками,

X -

ш

га

2 2

« "К «,

ш Ш

0 °

1 о л

с О 8

°> 5

1- л

5 С

О О

° Ч л

X >. «

/

___

У /

12 3 4

Количество сухой клейковины, % от массы муки

I 16

* лГ

о "

X о л

с О 8

® ?

ь л

5! с;

/

/ ч

У у» N \

\ 5

---—. _

0,25 о,5 0,75 <

Количество эмульгатора, % от массы муки

1 2 Вид модифицированного крахмала

1 .- сухая нативная клейковина

2 .--сухая деструктурированная

клейковина

1 .--Эфир диацетиП'винной кислоты

2 .--Дистиллированные моноглицериды

3. — * — Стеароиллактат натрия

4 .---Лецитин

1. Модифицированный крахмал марки Б

2. Модифицированный крахмал, окисленный гипохлоридом кальция

3. Модифицированный набухающий крахмал с патокой

Рис. 1. Влияние различных видов и дозировок пищевых добавок на качество хлебобулочных

изделий, приготовленных на основе МКС

применяемыми в зависимости от хлебопекарных свойств муки, используемой для приготовления смеси: I) МКС с добавлением сухой пшеничной клейковины (цеструктурированная клейковина используется, если смесь приготовлена на основе сильной муки, сухая нативная клейковина - если применяемая мука слабая); 2) МКС с добавлением модифицированного набухающего кукурузного крахмала с патокой; 3) МКС с добавлением стеароиллактата натрия; 4) МКС с добавлением сухой пшеничной клейковины, модифицированного набухающего кукурузного крахмала с патокой, стеароиллактата натрия. Выбранный способ разработки состава рецептур мучных композитных смесей с пищевыми добавками предусматривает включение оптимальных количеств пищевых добавок в основу рецептуры смеси, состоящую из пшеничной муки высшего сорта - 100 кг; поваренной соли - 1,5 кг; сахара-песка - 3,0 кг; сухого обезжиренного молока -1,0 кг; комплексного хлебопекарного улучшителя -0,7 кг.

Разработанные рецептуры смесей предназначены для выработки широкого ассортимента хлеба и булочных изделий, обладающих хорошими физико-химическими показателями качества, структурно-механическими свойствами мякиша и органолептической оценкой.

Влияние нетрадиционного хлебопекарного сырья на показатели качества и пищевую ценность хлеба

Улучшение качества и повышение пищевой ценности хлебобулочных изделий достигается путем применения в качестве компонентов МКС различных видов дополнительного сырья, в том числе и нетрадиционного.

Обоснование выбора дополнительного сырья, примененного в разработанных и исследованных МКС, основывалось на изучении и анализе данных, характеризующих дефицит пищевых веществ в рецептурах хлеба традиционного ассортимента.

Влияние различных видов дополнительного сырья (соевого шрота, картофельной муки, пшеничных отрубей, сушеного лука, семян льна, кунжута, тмина, аниса, кориандра) на физико-химические показатели качества и структурно-механические свойства мякиша.- хлеба, приготовленного из МКС, имело дифференцированный характер.

При включении в состав рецептуры МКС соевого шрота в количестве 7%; сушеного лука - 2%; картофельной муки - 0,5%; семян льна, семян кунжута - 1% от массы муки удельный объем хлеба, приготовленного на основе композитной смеси, увеличивался на 3%, сжимаемость мякиша - на 8%, пористость и кислотность мякиша практически не изменились по сравнению с контролем.

Результаты расчетов содержания в хлебе, приготовленном из МКС с различными видами дополнительного сырья, основных компонентов (белков, жиров, углеводов, клетчатки и др.), минеральных веществ, витаминов, энергетической ценности свидетельствуют о существенном повышении пищевой ценности хлеба из МКС по сравнению с данными о пищевой ценности массовых сортов хлебобулочных изделий (хлеб пшеничный формовой из муки высшего сорта, батон столичный из пшеничной муки высшего сорта). В хлебе, приготовленном из МКС с соевым шротом (7% от массы муки), содержание белка увеличилось на 30%, моно- и дисахаридов - в 2 раза, кальция - на 60%, калия - в 2 раза, магния -Haj65% по сравнению с содержанием указанных веществ в массовых сортах хлебобулочных изделий.

По органолептической оценке применение в составе рецептуры МКС сушеного лука, тмина, аниса, кориандра придает готовым изделиям своеобразный пряный вкус, интенсивный, характерный запах, свойственный применяемой добавке.

Разработанные рецептуры МКС предусматривают включение дополнительного сырья в основу рецептуры смеси, состоящую из пшеничной муки высшего сорта - 100 кг; поваренной соли - 1,5 кг; комплексного хлебопекарного улучшителя - 0,7 кг. Было разработано и экспериментально опробовано восемь рецептур мучных композитных смесей. В предлагаемых рецептурах количество компонентов дополнительного сырья изменялось от двух до шести, а содержание компонентов во всех смесях соответствовало оптимальному значению, определенному исходя из результатов исследования.

Результаты анализа показателей качества готовых изделий подтверждают возможность приготовления качественных мучных композитных смесей и выработки на их основе любительских сортов хлеба

хорошего качества, улучшенной пищевой ценности.

Влияние состава мучной композитной смеси и продолжительности ее хранения на свойства клейковины, отмытой из МКС Исследуемые мучные композитные смеси -являются многокомпонентными полуфабрикатами, которые изменяют свой хлебопекарные свойства в процессе хранения. Для оценки изменения хлебопекарных свойств МКС исследовали влияние продолжительности хранения смеси на показатели, характеризующие состояние ее белково-протеиназного комплекса.

Были приготовлены две пробы МКС с пищевыми добавками и семь проб МКС с различными видами дополнительного сырья. Содержание рецептурных компонентов во всех приготовленных смесях, соответствовало оптимальному значению, определенному исходя из результатов исследования показателей качества хлебобулочных изделий. Контрольные пробы готовили без пищевых добавок и дополнительного сырья. Приготовленные смеси хранили в течение 30 суток, определение свойств клейковины были проведены в начале, середине и конце периода хранения.

В конце периода хранения МКС относительное изменение параметров клейковины, характеризующих ее структурно-механические свойства, не превышало 12% по сравнению с исходными данными, что свидетельствует об относительной стабильности ее технологических свойств.

Включение в состав МКС сухой нативной клейковины, увеличивало выход клейковины из МКС по сравнению с контролем. Если для приготовления смеси не использовалась сухая нативная клейковина, то выход из МКС сухой клейковины не зависел от продолжительности хранения и практически не изменился по сравнению с исходными данными.

Структурно-механические свойства клейковины в зависимости от вида компонента рецептуры МКС в конце периода хранения по сравнению с исходными данными изменились следующим образом:

- упругость клейковины увеличилась в среднем на 10% при включении в состав МКС сухой клейковины, стеароиллактата натрия, модифицированного набухающего кукурузного крахмала с патокой,

соевого шрота, картофельной муки в количествах, соответствующих оптимальной дозировке;

- упругость клейковины уменьшилась в среднем на 11,8% при включении в состав МКС пшеничных отрубей, сушеного лука в оптимальных дозировках;

- упругие свойства клейковины практически не изменились, если в ее состав были включены такие виды дополнительного сырья, влияние которых на структурно-механические свойства клейковины, обусловливало одновременное увеличение (соевый шрот, картофельная мука) и уменьшение(сушеный лук, пшеничные отруби) ее упругих свойств.

Исследование гранулометрического состава МКС и ее компонентов

Мучные композитные смеси и их составляющие в сухом виде являются сыпучими порошкообразными продуктами, поэтому были проведены исследования МКС с помощью гранулометрического измерительного устройства ГИУ-1 с целью определения возможности использования метода гранулометрического анализа для оценки технологических свойств мучных композитных смесей. Установлено, что гранулометрический состав (размеры частиц исследуемых сыпучих продуктов, среднее процентное содержание частиц в отдельной фракции, выраженное в процентах от общего количества частиц исследованного образца) пшеничной муки первого сорта, сухой клейковины, модифицированного набухающего кукурузного крахмала с патокой, а также МКС и параметры гранулометрического состава, рассчитанные по выборке результатов измерений (интервал размеров частиц, полусумма минимальных и максимальных размеров частиц, нижний и верхний квартиль выборки, медиана выборки, средний размер частиц) имели различное значение для каждого исследуемого пищевого продукта и зависели от их вида.

Размеры частиц исследованных сыпучих пищевых материалов лежали в пределах от 5 до 145 мкм. Процентное содержание частиц в интервалах было различным для каждого сыпучего пищевого продукта. Наиболее выраженное отличие наблюдалось в интервале с размером частиц от 5 до 10 мкм. Среднее процентное содержание частиц в интервале от 5 до 10 мкм,

исходя из восьми повторностей измерений, составляло 24,65% для муки первого сорта, 51,62% для модифицированного набухающего кукурузного крахмала с патокой, 37,19% для сухой клейковины, 23,43% для МКС.

Фракционный состав МКС и компонентов смеси и влияние МКС и ее компонентов на гранулометрический состав представлены на рис.2 и в табл.1.

1. Влияние МКС и ее компонентов на гранулометрический состав

Наименование сырья Параметры гранулометрического состава МКС и компонентов смесей

Интервал размеров, мм Полусумма шах и min размеров, мм Нижний квартиль, мм Верхний квартиль, мм Медиана мм Средний диаметр, мм

Мука 1 сорта 0,055 0,0325 0,010 0,030 0,015 0,018

Сухая клейковина 0,045 0,0275 0,005 0,025 0,01 0,014

Модифицированный крахмал 0,05 0,03 0,005 0,02 0,005 0,019

МКС 0,0В 0,045 0,01 0,045 0,02 0,025

1.0 мука пшеничная 1 сорта 2.Щ сухая клейковина СзгдШ В.У.

25 30 35

Граничные размеры фракции, мкм

3. модифицированный набухающий

кукурузный крахмал 4.0 мучная композитная смесь

Рис. 2. Фракционный состав МКС и ее компонентов

Параметры гранулометрического состава исследованных сыпучих пищевых продуктов характеризуют определенный вид сыпучего пищевого продукта и могут быть положены в основу критериев оценки технологических свойств МКС при их производстве и применении.

2.2.2. Обоснование способа приготовления и применения жировых композитных смесей

Результаты многочисленных теоретических исследований, анализ направлений решения проблемы пищевой ценности и качества хлеба обосновывают высокую эффективность использования жировых продуктов для приготовления хлеба и булочных изделий, обладающими высокими потребительскими свойствами.

Включение в рецептуру хлеба жировых продуктов в количестве до 7% от массы муки существенно не влияет на технологический процесс приготовления теста. Введение жировых продуктов в количестве более 7% от массы муки заметно снижает бродильную активность дрожжей и I интенсивность газообразования.

Анализ существующих технологий получения смесей из сыпучих продуктов, состоящих из твердых частиц и жидких продуктов (жировые продукты, переведенные в жидкое состояние путем подогрева) показывает, что получение качественной композитной смеси, в которой семь весовых частей жидкого жирового продукта равномерно распределены в ста и более весовых частях твердых сыпучих продуктов, связано со значительными технологическими трудностями. Получение однородной смеси в производственных условиях возможно в том случае, если отношение массы сыпучего продукта (пшеничная мука и дополнительное сырье) к массе жирового продукта в формируемой смеси будет равно 1:1, 1:2, 1:3.

I

1 Поэтому жировые композитные смеси целесообразно вырабатывать в

> виде премиксов (предварительных смесей), в состав которых помимо пшеничной муки и жирового продукта, включенных в смесь в соотношении • от 1:1 до 1:3, вводится поваренная соль, дополнительное сырье и ; хлебопекарные улучшители, необходимые для приготовления теста. / Предложена технология, определяющая порядок формирования рецептуры I жировой композитной смеси, в зависимости от состава рецептуры

хлебобулочного изделия, вырабатываемого на основе ЖКС.

Способ приготовления теста на основе ЖКС предусматривает смешивание четырех компонентов - жировой композитной смеси, пшеничной муки, дрожжей и воды.

Влияние вида и соотношения рецептурных компонентов ЖКС на реологические характеристики смеси

Процесс приготовления жировой композитной смеси связан с переработкой дисперсных систем (пшеничной муки, поваренной соли, сахара-песка и др.) и вязкопластичных материалов (жировых продуктов), обусловливающих разнообразные реологические свойства готового продукта.

Реологические характеристики жировой композитной смеси, в состав которой включены пшеничная мука и жировой продукт (содержание жира 60%) в соотношении 1:1, поваренная соль, сахар-песок, сухое обезжиренное молоко, многокомпонентный хлебопекарный улучшитель, имели следующие значения: модуль упругости - 2,6 отн. ед., предел текучести -0,031 Па, удельная работа пластической деформации - 96, 4 Дж/см3. Изменение соотношения муки и жирового продукта в ЖКС от 1:1 до 1:3 приводило к уменьшению модуля упругости в 2,3 раза, увеличению работы пластической деформации в 2 раза, уменьшению предела текучести в 1,9 раза. Степень изменения реологических параметров зависела от вида жирового продукта, используемого для приготовления смеси. Этот параметр был больше у тех ЖКС, в состав которых включен жировой продукт с большим процентным содержанием жира.

Реологические характеристики, формирующие диапазон значений реологических констант, обуславливают параметры технологического регламента процесса приготовления теста на основе жировой композитной смеси.

Влияние продолжительности хранения ЖКС на ее липидный состав

Разработанные жировые композитные смеси представляют собой сложные пищевые системы, в состав которых входит значительное

количество жировых продуктов (25% и более от общей массы смеси), а также пшеничная мука, поваренная соль, различные виды дополнительного сырья (сахар-песок, сухое обезжиренное молоко и др.) и пищевые добавки. Такие полуфабрикаты являются новыми видами сырья для хлебопекарной промышленности и предназначены для длительного хранения. Возможными процессами, происходящими в ЖКС при хранении, являются гидролитическое расщепление жира, образование свободных жирных кислот, изменение состава фосфорорганических соединений, липид-белковые взаимодействия, влияющие на соотношение свободных, связанных липидов, а также на изменения в составе указанных липидных групп. ¿Поэтому исследовали влияние продолжительности хранения на липидный состав жировой композитной смеси.

Установлено, что ЖКС содержит различное количество свободных, связанных и прочносвязанных липидов. Распределение липидов жировой композитной смеси по фракциям было обусловлено наличием в составе смеси значительного количества жирового продукта (маргарина). Соотношение липидов маргарина и липидов остальных компонентов рецептуры ЖКС, в основном липидов пшеничной муки, характеризовалось отношением 60:1, вследствие чего непосредственно после приготовления ЖКС преобладающими компонентами группы свободных липидов смеси являлись диглицериды (0,2%), триглицериды (98,1%), свободные жирные кислоты (0,4%), т.е. простые липиды. Содержание этих продуктов в сумме липидов ЖКС находилось в пределах 98-99%. Количество липидов остальных фракций (фосфолипидов, гликолипидов, моноглицеридов, стеринов, пигментов и др.) не превышало долей процента.

В процессе хранения жировой композитной смеси (14 суток) не зафиксированы значительные изменения фракционного состава связанных липидов. Количество полярных липидов увеличилось на 9%, количество триглицеридов уменьшилось на 8%, доли остальных липидных фракций практически остались без изменений по сравнению с исходными данными.

2.2.3. Влияние продолжительности хранения на микробиологический состав мучных композитных и жировых композитных смесей

Исследование микробиологического состава МКС и ЖКС проводили сразу после приготовления смеси, через 90,120 и 210 суток ее хранения.

Микробиологический состав зависел от рецептуры смеси (микробиологического состава компонентов рецептуры - пшеничной муки, пшеничных отрубей, жировых продуктов и др.),' продолжительности и условий хранения, вида и способа упаковки смеси.

Микробиологический состав МКС и ЖКС определялся наличием в них кислотообразующих бактерий, спорообразующих бактерий и мицелиальных грибов.

Критерием микробиологической безопасности МКС и ЖКС считается степень контаминирования смесей спорообразующими микроорганизмами Bacillus subtilis.

Данные, характеризующие зависимость микробиологического состояния МКС от продолжительности хранения представлены на рис.3.

Анализ полученных данных показал, что микробиологическое состояние всех исследованных проб МКС после 180 суток хранения и микробиологическое состояние ЖКС после 90 суток хранения соответствовало установленным нормам, в соответствии с которыми общая микробиологическая обсемененность пробы пищевого сырья не должна превышать 104 - 105 КОЕ/г, а обсемененность пробы спорообразующими микроорганизмами, равная 2-102 КОЕ/г является критической, требующей проведения дополнительных анализов для предотвращения картофельной болезни хлеба.

Поэтому рекомендуемая продолжительность хранения МКС и ЖКС, в течение которой микробиологическое состояние этих хлебопекарных полуфабрикатов соответствует "Санитарным правилам и нормам. Гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов" и не нуждается в контроле, была принята равной 6 месяцев для МКС и 3 месяца для ЖКС

Общая микробиологическая обсемененность МКС

Обсемененность МКС молочнокислыми бактериями

Обсемененность МКС спорообразующими бактериями

5 0

2 о

О ÍC

*> -

5 £

С о

о о

ю х ° £ о. £

* V

з: о

К -о

150-10

90-10

30-10

п

i "L

1

1 1

ГШ и 1 -Ж-

£ Ш 2 о н ^

5 * 2 *

<2 5

0 «

6 s

1 8

2 о

О 30 120 210

Продолжительность хранения, сутки

150-ю'

90 10'

ЗОЮ3

О 30 120 210

Продолжительность хранения, сутки

1| О SC

5 S

S *

* «

<й *

0 V

о- ЭЕ

1 8 Е "8

300

180

60

0 30 120 210

Продолжительность хранения, сутки

П МКС в бумажных пакетах В МКС в полиэтиленовых пакетах

Рис. 3. Влияние продолжительности хранения на микробиологическую обсемененность МКС для приготовления хлебобулочных изделий

3, Выводы

В работе исследован процесс изменения качества хлебобулочных изделий, приготовленных из мучных и жировых композитных смесей, в зависимости от вида и соотношения рецептурных компонентов смеси и их функциональных свойств; изучено влияние рецептурных компонентов и продолжительности хранения МКС на свойства клейковины; проанализирован гранулометрический состав МКС и ее компонентов.

Изучены реологические свойства жировых композитных смесей; исследовано влияние продолжительности хранения ЖКС на ее липидный состав.

Исследован микробиологический состав МКС и ЖКС в процессе хранения.

На основании анализа результатов проведенных исследований сделаны следующие выводы:

1. Обоснована возможность приготовления широкого ассортимента хлеба и булочных изделий улучшенного и стабильного качества на основе мучных и жировых композитных смесей, рецептуры которых сформированы с использованием различных видов дополнительного хлебопекарного сырья (в том числе и нетрадиционного) и пищевых добавок с различными функциональными свойствами.

2. Разработана технологическая схема приготовления мучных композитных смесей и жировых композитных смесей.

3. Разработана технология применения мучных композитных смесей, ) сформированных на основе нетрадиционного хлебопекарного сырья с ; высоким содержанием белков, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон (соевый шрот, картофельная мука, сушеный лук, семена льна, кунжута, тмин, анис, кориандр), пищевых добавок различного \ функционального назначения (модифицированные кукурузные крахмалы, ; поверхностно-активные вещества, сухая клейковина).

3.1. Оптимальными дозировками пищевых добавок при < приготовлении МКС являются: сухая пшеничная клейковина - 1%, стеароиллактат натрия - 0,3%, модифицированный набухающий кукурузный крахмал с патокой - 0,3% к массе муки. Разработана основа для > рецептуры мучной композитной смеси с пищевыми добавками, |

включающая пшеничную муку высшего сорта - 100 кг; поваренную соль -1,5 кг; сахар-песок - 3,0 кг; сухое обезжиренное молоко - 1,0 кг; комплексный хлебопекарный улучшитель - 0,7 кг.

3.2. Оптимальными дозировками дополнительного сырья при приготовлении МКС являются: соевый шрот - 7%, картофельная мука -0,5%, сушеный лук - 2%, семена льна и кунжута - 1%, смесь аниса, тмина и кориандра - 0,5% к массе муки. Разработана основа для рецептуры мучной композитной смеси с нетрадиционными видами дополнительного сырья, включающая пшеничную муку высшего сорта - 100 кг; поваренную соль -1,5 кг; комплексный хлебопекарный улучшитель - 0,7 кг.

3.3. Степень изменения свойств клейковины, отмытой из МКС различного состава, зависит от продолжительности хранения и вида компонентов рецептуры смеси. В зависимости от вида компонента рецептуры МКС структурно-механические свойства клейковины в конце периода хранения смеси (30 суток) по сравнению с исходными данными изменяются следующим образом:

- упругость клейковины увеличивается в среднем на 10% при включении в состав МКС сухой клейковины, стеароиллактата натрия, модифицированного набухающего кукурузного крахмала с патокой, соевого шрота, картофельной муки в количестве, соответствующем оптимальной дозировке;

- упругость клейковины уменьшается в среднем на 11,8% при включении в состав МКС пшеничных отрубей, сушеного лука в количестве, соответствующем оптимальной дозировке;

- упругие свойства клейковины практически не изменяются при включении в состав МКС пшеничных отрубей, картофельной муки, сушеного лука в дозировке соответственно 7; 0,5; 2%.

В конце периода хранения относительное изменение показателей качества клейковины не превышало 12% по сравнению с исходными данными и существенно не повлияло на структурно-механические свойства клейковины.

3.4. Параметры гранулометрического состава МКС, рассчитанные по выборке результатов измерений размеров частиц, однозначно характеризуют сыпучий пищевой продукт и являются технологическими

показателями при производстве сухих мучных композитных смесей, которые определяют однородность смеси и ее соответствие заданным условиям по рецептуре и качеству.

4. Разработаны основы технологии применения жировых композитных смесей.

4.1. Состав жировой композитной смеси зависит от рецептуры хлебобулочного изделия, вырабатываемого на ее основе и выбранного соотношения массы муки и массы жирового продукта.

4.2. Реологические характеристики жировой композитной смеси, в состав которой включены пшеничная мука и жировой продукт (содержание жира 60%) в соотношении 1:1, характеризуется следующими значениями: модуль упругости - 2,6 отн. ед., предел текучести - 0,031 Па, удельная работа пластической деформации - 96, 4 Дж/см3.

Изменение соотношения муки и жирового продукта в ЖКС от 1:1 до 1:3 приводит к уменьшению модуля упругости в 2,3 раза, уменьшению предела текучести в 1,9 раза. Степень изменения реологических параметров зависит от вида жирового продукта, используемого для приготовления смеси.

Увеличение содержания сахара, соли в ЖКС приводит к увеличению модуля упругости, предела текучести, уменьшению удельной работы пластической деформации. Увеличение модуля упругости ЖКС сокращает продолжительность релаксации напряжений в композитной смеси.

4.3. Распределение липидов жировой композитной смеси по фракциям обусловливается наличием в составе смеси значительного количества (24,6% от общей массы ЖКС) жирового продукта (маргарина). Соотношение липидов маргарина и липидов остальных компонентов рецептуры ЖКС характеризуется отношением 60:1. Преобладающими компонентами группы свободных липидов являются диглицериды, триглицериды, свободные жирные кислоты. Содержание этих продуктов в сумме липидов ЖКС составляет 98-99%, количество липидов остальных фракций не превышает долей процента.

В процессе хранения жировой композитной смеси не зафиксированы значительные изменения фракционного состава связанных липидов.

5. Определена динамика роста различных групп контаминирующей микрофлоры, выявлены микроорганизмы, влияющие на ухудшение технологических свойств МКС и ЖКС и качество хлеба, приготовленного на основе мучных и жировых композитных смесей. На основе результатов

I микробиологических исследований обоснованы и предложены \ рекомендации по упаковке, условиям и продолжительности хранения смесей, которые составляют 6 месяцев для МКС и 3 месяца для ЖКС.

6. По результатам исследований в НПФ "Биомикс" проведена промышленная апробация приготовления мучной композитной смеси ддя булочки "Зернышко". В условиях пекарни №124 Северо-Крылатского торгового дома выработана промышленная опытная партия булочек "Зернышко", приготовленных на основе мучной композитной смеси. Результаты анализов готовой смеси и показателей качества подтверждают возможность промышленного приготовления качественных мучных композитных смесей и выработки на их основе булочных изделий любительских сортов, обладающих хорошим качеством и улучшенной пищевой ценностью.

7. Определена экономическая эффективность использования мучной композитной смеси. Прибыль от реализации 1 т мучной композитной смеси для приготовления булочки "Зернышко" составила 432,1 тыс. руб. в ценах 1997 г.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Киреева Л.И. Влияние компонентов композитных хлебопекарных смесей на их гранулометрический состав // Сборник тезисов докладов всероссийского семинара "Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга" 1996г. -Воронеж: 1996. -кн.2., с. 143-146.

2. Киреева Л.И., Матвеева И.В. Использование функциональных добавок для улучшения качества хлебобулочных изделий, приготовленных на основе мучных композитных смесей // Тезисы докладов международного симпозиума "Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века", 18-21 сентября 1997г. - Пятигорск: ПТИ, 1996.-е. 118121.

3. Киреева Л.И., Матвеева И.В., Шабурова Л.Н. Влияние -продолжительности хранения композитных хлебопекарных смесей на их микробиологические показатели // Тезисы докладов международной НТК "Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК" 1997г. -М.: МГУПП, 1997,- с.65-66.

4. Киреева Л.И., Матвеева И.В., Юдина Т.А. Жировые композиты в хлебопечении //Хлебопечение России. - 1997.-№2.-с.16-19.

5. Киреева Л.И., Матвеева И.В., Черных В.Я. Идентификация композитных хлебопекарных смесей с помощью гранулометрического анализа // Хлебопродукты.-1997.-№7.-с. 12-14.

6. Киреева Л.И., Матвеева И.В. Качество хлебобулочных изделий на основе мучных композитных смесей // Хлебопродукты.-1997.-№9.-с.15-18.

26

L.I. Kireeva

The development of technology of preparation and application of flour

Recipes of flour composite mixtures (bread and roll concentrates) were elaborated. Breadmaking improves (emulsifies, dry gluten, modified starches) and different ingredients (soya short, potato flour, dry onion, seeds of flax and simsim and such spices as anise, caraway, coriander) were included in to recipes of flour composite mixtures.

The influence of kind and dosages of ingredients on the bread quality was determinated.

The properties of gluten of flour composite mixtures in depending of their recipes and storage time were determinated.

The granulation of flour composite mixtures and their components was investigated.

The influence of recipes of fat composite mixtures (plasticized bread and roll bases) and correlation flour : fat on the reological properties of fat composite mixtures was determinated.

The investigation of lipid composition of fat composite mixtures during their storage was carried out.

The investigation of microbiology state of flour composite mixtures and fat composite mixtures during their storage was carried out.

The technology of preparation and application of flour composite mixtures (bread and roll concentrates) fat composite mixtures (plasticized bread and roll bases) was developed.

composite mixtures for breadmaking

n

Заказ № 135. Тираж 101 экз. Печать на ризографе. Типография "Телер". 125299, Москва, ул. Космонавта Волкова, 12.