автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии сбивного хлеба повышенной пищевой ценности из смеси ржаной и пшеничной муки

На правах рукописи

ПРИБЫТКОВА Ольга Викторовна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБИВНОГО ХЛЕБА ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ ИЗ СМЕСИ РЖАНОЙ И ПШЕНИЧНОЙ МУКИ

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

005051716

Воронеж - 2013

11 АПР 2013

005051716

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Магомедов Газибег Омарович ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий») Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шевцов Александр Анатольевич ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»), доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Тертычная Татьяна Николаевна ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I») Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Государственный

университет — учебно-научно-производственный комплекс», г. Орел

Защита состоится «24» апреля 2013 года в 14 часов 30 минут на заседании совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.035.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, ауд. 035

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим присылать ученому секретарю совета Д 212.035.04.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО ВГУИТ. Автореферат размещен в сети Интернет на официальном сайте Министерства образования и науки РФ по адресу: vak.ed.gov.ru и на официальном сайте ФГБОУ ВПО ВГУИТ www.vsuet.ru «21» марта 2013 года

Автореферат разослан «21» марта 2013 года.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание Л./)

ученой степени доктора наук uiyuioft B.C. Слободяник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важнейшим направлением государственной деятельности в пищевой промышленности РФ является выполнение задач (Доктрина продовольственной безопасности РФ (от 30.01. 2010 г. № 120), связанных с формированием ассортимента функциональных продуктов питания, разработкой новых видов продукции и использованием нетрадиционных источников сырья. Поэтому в настоящее время перед хлебопекарной отраслью поставлена задача расширения ассортимента хлеба повышенной пищевой и пониженной энергетической ценности, что соответствует современным требованиям науки о рациональном питании.

Хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки поставляет в организм человека растительные белки, незаменимые дефицитные аминокислоты — лизин и треонин, углеводы, покрывает в некоторой степени потребность в кальции, магнии, железе, в витаминах группы В, пищевых волокнах. Эпидемиологические и статистические исследования последних лет в Российской Федерации и ряде других стран свидетельствуют об отрицательном демографическом балансе, высоких показателях смертности от ишемической болезни сердца, росте сердечнососудистых, онкологических заболеваний, нарушений обмена веществ, эндокринной системы и желудочно-кишечного тракта.

Разработка функциональной продукции является сегодня одним из направлений инновационного развития пищевых технологий, которые неразрывно связаны с поиском новых технических приемов и ингредиентов, способных сохранять и обогащать продукты эссенциаль-ными нутриентами и минорными веществами различной химической природы.

Значительный вклад в разработку функциональных хлебобулочных изделий внесли С.Я. Корячкина, И.В. Матвеева, Г.О. Магомедов, Л.П. Пащенко, Р.Д. Поландова, Е.И. Пономарева, Л.И. Пучкова, Т.В. Санина, В.Я. Черных, Т.Б. Цыганова и другие.

Расширение ассортимента функциональных хлебобулочных изделий возможно за счет дополнительного введения в рецептуры обогатителей, а также совершенных технологий, позволяющих сохранять исходные свойства сырья в новых изделиях функционального назначения, направленных на сохранение и улучшение здоровья населения.

Диссертационная работа выполнялась в рамках НИР кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» Воронежского государственного университета инженерных технологий «Разработка энерго- и ресурсосберегающих чистых технологий переработки сельхозсырья в конкурентоспособные хлебобулоч-

ные, кондитерские и макаронные функциональные продукты на основе медико-биологических воззрений» (№ г. р. 01970008815, на 20112015 гг.).

Разработка ресурсосберегающей технологии сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки механическим способом разрыхления, предусматривающей внедрение качественно новых, безопасных хлебобулочных изделий и позволяющей повысить эффективность производства, увеличить пищевую и биологическую ценность хлебобулочных изделий и придать им функциональные свойства, является актуальной задачей для хлебопекарной отрасли.

Цель исследований: разработка и научное обоснование технологии сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки повышенной пищевой ценности путем механического разрыхления теста.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

— разработка ресурсосберегающей технологии функциональных сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки с применением механического способа разрыхления теста;

— определение оптимальных параметров приготовления сбивного теста из смеси ржаной и пшеничной муки;

— математическое моделирование и оптимизация рецептуры сбивных хлебобулочных изделий;

— изучение влияния обогатителей (концентрированного яблочного сока, сухой молочной сыворотки подсырной, солода сухого ржаного ферментированного) на аромат, антиоксидантную активность и микробиологическую стойкость при хранении, структурно-механические свойства, сохранение свежести хлебобулочных изделий и установление оптимальных дозировок обогатителей, их переваримости;

— определение степени удовлетворения суточной потребности в нутриентах, химического, витаминно-минерального и аминокислотного состава хлебобулочных изделий с обогатителями;

— разработка и утверждение технической документации на новые виды сбивных хлебобулочных изделий, промышленная апробация основных результатов, расчет экономической эффективности.

Объектом исследования является технология и ассортимент сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки.

Предметом исследования являются технологические параметры получения сбивных хлебобулочных изделий.

Научная концепция: разработка научных и практических аспектов создания хлебобулочных изделий функционального назначения из смеси ржаной и пшеничной муки, основанных на ресурсосбережении, статистическом моделировании оптимальных дозировок рецеп-

турных компонентов; проектирование новых рецептур хлеба с применением механического способа разрыхления теста, обеспечивающих высокое качество готовой продукции.

Научные положения, выносимые на защиту:

— научная концепция формирования показателей качества безопасных функциональных хлебобулочных изделий, полученных путем механического разрыхления;

— усовершенствованные технологии производства сбивных хлебобулочных изделий, позволяющие интенсифицировать технологический процесс, увеличить пищевую ценность хлеба;

— результаты оценки эффективности функциональных хлебобулочных изделий, подтверждающие научно обоснованные рецептуры и технологии новых видов продуктов питания с использованием отечественного сырья.

Научная новизна работы:

— научно разработана и экспериментально подтверждена целесообразность получения хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки путем механического разрыхления теста;

— получена математическая зависимость объемной массы теста и удельного объема хлеба от давления, частоты вращения месильного органа и продолжительности сбивания и определены оптимальные параметры приготовления сбивного теста из смеси ржаной и пшеничной муки;

— установлена математическая зависимость объемной массы теста и удельного объема хлеба от дозировки обогатителей, обосновывающая получение оптимальных рецептурных компонентов (солод ржаной сухой ферментированный, концентрированный яблочный сок, сухая молочная сыворотка подсырная), которые обеспечивают наибольший удельный объем хлеба;

— установлена зависимость влияния обогатителей (концентрированного яблочного сока, сухой молочной сыворотки подсырной, солода сухого ржаного ферментированного) на аромат, антиоксидантную активность и микробиологическую стойкость при хранении, структурно-механические свойства, сохранение свежести, позволяющая улучшить качество сбивных хлебобулочных изделий, увеличить пищевую и биологическую ценность.

Новизна технических решений подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ по заявке № 2011141629.

Практическая значимость исследования.

Обоснована и экспериментально апробирована ресурсосберегающая технология сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и

пшеничной муки, изучены физико-химические и структурно-механические свойства.

Разработана и утверждена техническая документация на сбивные хлебобулочные изделия: «Сбивной Городской» ТУ 9114-141-02068108-011, «Сбивной Майский» ТУ 9113-142-02068108-011, «Сбивной Молочный» ТУ 9113-143-02068108-011.

Проведена промышленная апробация производства сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки на ОАО «Хлебозавод № 7» г. Воронеж (акт производственных испытаний), подтвердившая положительные результаты исследований. Экономический эффект составил 5,93 тыс. р от реализации 1 т изделий.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Диссертационное исследование соответствует п. 3, 4 и 6 паспорта специальности 05.18.01 - «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства».

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:

- на международных научно-практических, научно-технических конференциях, симпозиумах и форумах: «Новое в технике и технологии пищевых производств» (Воронеж , 2010), «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (Краснодар, 2011); «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» (Краснодар, 2012); «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Ульяновск, 2012); «Современное хлебопечение — 2012» (Москва, 2012);

- всероссийской научно-практической конференции, съездах: «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (Бийск, 2011);

- межрегиональной научно-практической конференции: «Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития» (Екатеринбург 2010);

- отчетных научных конференциях ВГТА за 2010-2011 гг.

Разработки экспонировались на Воронежских агропромышленных форумах (2010 - 2012), выставке-дегустации «Качество и безопасность хлебобулочных изделий на потребительском рынке» (2011).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 научных трудов, в том числе 4 статьи в реферируемых журналах, 6 статей в сборниках трудов, 6 тезисов, получено положительное решение на выдачу патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, четырех глав, которые посвящены экспе-

риментальным исследованиям, выводов, списка использованных источников, приложений и представлена на 167 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 60 рисунков. Библиография включает 121 наименование, в том числе 14 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Глава 1. Обзор литературы

Обобщены сведения научно-технической литературы о современном состоянии и развитии способов приготовления хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки. В главе уделено особое внимание приготовлению хлебобулочных изделий различными способами. На основании проведенного анализа литературы сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Глава 2. Организация работы. Объекты и методы исследований

Экспериментальные исследования проводились на кафедрах «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» (ТХМКП), «Пищевой биотехнологии и переработки животного и рыбного сырья» ВГУИТ, ООО «Сенсорные технологии» (кафедра физической и аналитической химии), в научно-исследовательских лабораториях аналитического центра стратегического развития научных исследований ВГУИТ и Всероссийского научно-исследовательского института комбикормовой промышленности (г. Воронеж), в условиях филиала кафедры ТХМКП на ОАО «Хлебозавод № 7» (г. Воронеж). Схема экспериментальных исследований представлена на рис. 1.

Для проведения исследований использовали следующее сырье: муку пшеничную хлебопекарную второго сорта ( ГОСТ Р-52189-2003); муку ржаную хлебопекарную обдирную (ГОСТ 7045-90); соль пищевую поваренную высшего сорта (ГОСТ 13830-84); концентрированный яблочный сок (ГОСТ Р-52185-2003); сыворотку молочную сухую под-сырную (ГОСТ Р-53492-2009); солод сухой ржаной ферментированный (ГОСТ Р 52061 - 2003); воду питьевую (ГОСТ Р 51232-2003; СанПин 2.1.4.1074-01).

Тесто готовили на лабораторных установках, состоящих: из камеры предварительного замешивания и сбивальной камеры, электродвигателя, компрессора, пульта управления. После формования тестовые заготовки выпекали 45 мин при температуре 195±5 °С.

В работе использовали общепринятые и специальные методы оценки свойств сырья. Органолептические показатели пшеничной и ржаной муки (цвет, запах, вкус и хруст (наличие минеральной примеси)) определяли согласно ГОСТ 27558-88, массовую долю влаги (%) -по ГОСТ 9404-88, титруемую кислотность (град) - по ГОСТ 27493-87, массовую долю (%) и качество (усл. ед. прибора ИДК-1) сырой клейковины - по ГОСТ 27839-88, крупность помола (%) - по ГОСТ 27560-88. Автолитическую активность (с) муки определяли по числу падения «ЧП» по ГОСТ 27676-88 на приборе ПЧП-3. «Визуальные образы» ароматобразующих веществ в изделиях получали с применением муль-тисенсорной системы «Электронный нос». Структурно-механические свойства мякиша хлеба определяли на пенетрометре АП - 4/2, значение коэффициента эластичности - на приборе «ППЭ-2». Соотношение различных форм влаги в мякише хлеба исследовали методом дифференциально-термического и термогравиметрического анализов на деривато-графе системы «Паулик-Паулик-Эрдей», микробиологические показатели - прямым подсчетом колоний с применением дифференциально-диагностических сред. Аминокислотный состав определяли на приборе «Капель 105» методом капиллярного электрофореза, белок - по ГОСТ 13496.4-93, пищевые волокна - по ГОСТ 13496.2-91, витаминный состав в хлебе - по ГОСТ 29138-91, 29139-91, минеральный состав - по ГОСТ 30502-97, 26657-97, 26929-94, 26570-85. Суммарную антиоксидантную активность хлебобулочных изделий исследовали на приборе ЦветЯуза-01-AA. Переваримость белков хлеба изучали с помощью системы пищеварительных ферментов in vitro.

Статистическую обработку и оценку достоверности результатов исследований проводили методами регрессионного анализа с помощью программ Maple, MS Excel. Технико-экономические показатели рассчитывали по методикам определения экономической эффективности в хлебопекарной отрасли.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Разработка технологии хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки механическим способом разрыхления

Несмотря на многообразие хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки массового потребления и предлагаемых новых явно недостаточно обновляется ассортимент за счет прогрессивных технологий. В связи с этим предложено расширение ассортимента сбивных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки.

Исследовали процесс приготовления сбивного теста из смеси ржаной и пшеничной муки по удельной мощности замеса.

Тесто готовили в сбивальной установке периодического действия путем механического разрыхления под давлением сжатого воздуха с влажностью полуфабриката 52 - 58 % (интервал варьирования 2 %). В процессе перемешивания и сбивания полуфабриката через каждую минуту определяли значение потребляемой силы тока и напряжения по показателям прибора уровней частоты вращения месильного органа, а затем рассчитывали удельную мощность, потраченную на замес теста. Качество полуфабриката определяли по объемной массе (г/см3), хлеба - по удельному объему (см3/100 г).

Процесс приготовления сбивного теста из смеси ржаной и пшеничной муки состоит из двух этапов: перемешивание и сбивание. Установлено, что с увеличением влажности теста снижается степень его механической обработки.

При перемешивании сбивных полуфабрикатов значение удельной мощности, Вт/г, в начальный период (до 4 мин) возрастало при влажности, %: 52 - 0,075 , 54 - 0,063, 56 - 0,046, 58 - 0,023, затем уменьшалось: 52 - 0,05, 54 - 0,045, 56 - 0,033, 58 - 0,02 и стабилизировалось до постоянных величин. Через 12 мин процесс завершался, о чем свидетельствовала стабилизация удельной мощности до постоянной величины (рис. 2).

Механическое смешивание рецептурных компонентов завершалось образованием трехфазной смеси с высокой равномерностью распределения компонентов. В процессе перемешивания происходило увлажнение сухих компонентов, их диспергирование, агрегация. Эту стадию (поз. I, рис. 2) следует проводить как можно быстрее. В этом случае можно достичь равномерного смешивания компонентов с минимальными затратами энергии.

Вторая стадия (поз. II, рис. 2) - образование структуры - характеризуется выравниванием влагосодержания, набуханием белков и переходом в раствор водорастворимых компонентов муки. Здесь заметно возрастало усилие сдвига массы и, следовательно, потребление энергии на привод месильной машины.

При набухании большую часть влаги впитывают белковые вещества- Водопогло-щение крахмала муки достигает 30 %, однако скорость поглощения влаги крахмалом выше, чем белками. При этом вязкость теста увеличивается.

На скорость те-

Рис. 2. Зависимость удельной мощности от продол- чения второй стадии жительности замеса теста из смеси ржаной и пше- оказывают влияние ничной муки при влажности, %: 1 - 52; 2 - 54; свойства муки, сте-3 - 56; 4 - 58 пень измельчения

крахмальных зерен,

температура и рецептурные ингредиенты, вносимые в тесто. При поглощении влаги белки сильно увеличиваются в объеме, образуя клей-ковинный скелет, скрепляющий набухшие крахмальные зерна и нерастворимые частицы муки. Вторая стадия замеса не требует энергичной проработки.

Третья стадия (поз. III, рис. 2) - пластификация — сопровождается структурными изменениями крахмальных зерен и образованием клейковинной решетки, связывающей крахмальные зерна. При этом они частично измельчаются и обволакиваются белковыми пленками, которые также претерпевают структурные изменения. Спиралеобразные молекулы полипептидов раскалываются и разрыхляют структуру белков, образуя клейковинные пленки. Такие структурированные пленки создают хороший газоудерживающий скелет теста. На третьей стадии происходят выравнивание структуры и ее измельчение (В.М. Хромеенков, 2004).

Следующий этап исследований связан с изучением процесса интенсивного сбивания под давлением воздуха (рис. 3). При этом происходит увеличение размеров пузырьков теста и их дробление на более мелкие, при этом тесто приобретает пористую структуру полуфабриката. По мере сбивания воздух направляется в уже имеющиеся пузырьки, проникает в них, увеличивает давление. Пузырьки расширяются до тех пор пока давление не выровнится. При этом и происходит расширение в объеме, т. е разрыхление теста (Е.И. Пономарева, 2009).

Прозмтпелыюсть завссл кета, ник

Установлено, что при сбивании теста минимальным значением объемной массы (0,5 г/см3) и максимальным удельным объемом (218 см3/100 г) характеризовался полуфабрикат влажностью 54 %. Выявлено, что степень механической обработки теста зависит от его влажности, продолжительности перемешивания и сбивания. Методом композиционного ро-тотабельного планирования были установлены оптимальные дозировки ржаной муки - 60 %, влажности теста - 54 %, так как в этих условиях достигается минимальное значение объемной массы теста 0,5 г/см3.

При механическом разрыхлении важным является выбор оптимальных параметров замеса сбивного теста. На следующем этапе проводилось обоснование выбора режимов приготовления теста из смеси ржаной и пшеничной муки, определение оптимальных значений давления, продолжительности сбивания и частоты вращения месильного органа.

Для решения задачи оптимизации технологических режимов замеса был реализован активный эксперимент по системе центрального композиционного униформ-рототабельного плана, обеспечивающий получение одинаковой величины дисперсии выходного параметра для любой точки в пределах изучаемой области. Основные факторы, влияющие на показатели качества теста: давление X, - 0,2-0,4 МПа, частота вращения месильного органа Х2 - 300-600 мин"1 и продолжительности сбивания Х3 -20-90 (с). Критериями оценки влияния условий приняли объемную массу теста (Уь г/см3) и удельный объём готовых изделий (Г2, см3/100г).

В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, адекватно описывающие зависимость выбранных показателей качества от исследуемых факторов:

Yl = 0,473 - 0,023Х, - 0,047^ - 0,024Х3 + (),024X,X? --0,014Х,Х3 +0,011Х2Х3 +0,034х; +0,004А"; +0,036Х32'

Продопжтельиосп. сбивания. с

Рис. 3. Зависимость удельной мощности от продолжительности сбивания теста при влажности, %: 1-52; 2 - 54; 3 - 56; 4 - 58

У2 =265,25 + 3,18Х, +6,86Х2 -5,54Х3 -2,ЮХ,Х1 + +4,62Х,Х3-0,31Х2Х, -017,16Х' —14,6&Х2-22А1Х]

Воспроизводимость опытов, значимость регрессионных коэффициентов и адекватность уравнений подтверждена статистическими критериями Кохрена, Стьюдента, Фишера.

Графическая интерпретация регрессионных уравнений представлена на рис. 4, 5.

Рис. 4. Поверхность отклика объемной массы теста в зависимости от давления и продолжительности сбивания

Рис. 5. Поверхность отклика удельного объёма готового изделия в зависимости от давления и продолжительности сбивания

Установлены оптимальные режимы приготовления теста, при которых объемная масса была минимальной, а удельный объем максимальным: давление - 0,32 МПа; частота вращения месильного органа - 510 мин'1; продолжительность сбивания - 60 с.

Одним из вариантов расширения ассортимента сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки является применение различных видов сырья, обеспечивающих ряд технологических и функциональных свойств изделия. В качестве обогатителей были выбраны: солод сухой ржаной ферментированный, концентрированный яблочный сок, сухая молочная сыворотка подсырная. В солоде ржаном ферментированном молотом содержится, г: белки - 10,4, жиры - 2,3, углеводы - 56, пищевые волокна - 2,4; минеральные вещества мг: 6 - 500, витамины, мг: 0,37 - 3,2, аминокислоты, мг: 270 - 700. Калий и магний, содержащиеся в солоде, незаменимы для слаженной работы сердечной мышцы. Концентрированный яблочный сок богат полезными, легко усвояемыми организмом углеводами, сахарами и органическими кислотами, содержит, г: белки - 3, жиры - 0,6, углеводы - 60, органические кислоты -

13

2,92; минеральные вещества мг: 35 - 700, витамины, мг: 0,18 - 94, аминокислоты, мг: 90 - 570.

Молочная сыворотка характеризуется высокой пищевой ценностью и функциональными свойствами, что создает предпосылки для использования ее в технологии продуктов функциональной направленности. Высокая пищевая ценность сыворотки обусловлена ее химическим составом, г: белки - 12,0, жиры - 1,2, углеводы - 73,3, органические кислоты - 3,60, минеральные вещества мг: 150 - 1400, витамины, мг: 0,49 - 2,3, аминокислоты, мг: 130 - 850. Из органических кислот обнаружены: молочная, лимонная, нуклеиновая, летучие жирные кислоты — уксусная, пропионовая, муравьиная, масляная. Преимуществом молочной сыворотки является способность обеспечивать вкус и цвет продуктов, что особенно важно в производстве сбивных хлебобулочных изделий (И.М. Скурихин, 1998; Макканс и Уиддоусон, 2006).

С целью изучения влияния рецептурных компонентов на показатели качества полуфабриката и изделий, а также определения оптимального состава хлеба «Сбивного Городского» из смеси ржаной и пшеничной муки был применен экспериментально-статистический подход. В качестве обогатителей и основных факторов были выбраны X, (4 - 6) - дозировка сухого ржаного ферментированного солода, %; Х2(3 — 7) - дозировка концентрированного яблочного сока, %; Х3 (2 - 8) - дозировка сухой молочной сыворотки подсырной,%. Критериями оценки влияния условий приняли объемную массу теста (Г,, г/см3), удельный объем хлеба (Т2, см3/100г). В результате статистической обработки экспериментальных данных получили уравнения регрессии, адекватно описывающие зависимости изменения критериев оценки Vi, У2 от исследуемых факторов:

У, = 0,5005 - 0,0067Х, + 0,001Л"2 + 0,0077Х, + +0,0103Л',2 +0,0137X2 + 0,0103X* + 0,0071Х,Х, + +0,048Х,Х, + 0,0048ХгЛ',.

У2 = 255,2984+ 1,5029Х2 -3.8229Х, -23.0314Х? --22.0234А'* -23,8714А'' + 2,3810Х,А'3 + 2,1429Х2Х,.

В результате обоснована дозировка обогатителей, %: солода — 5, концентрированного яблочного сока - 5, молочной сыворотки - 5 . Полученные экспериментальные данные легли в основу рецептур на сбивные хлебобулочные изделия: «Сбивной Городской» ТУ 9114-14102068108-011 (с концентрированным яблочным соком, сухой молочной сывороткой подсырной, солодом сухим ржаным ферментированным), «Сбивной Майский» ТУ 9113-142-02068108-011 (с концентрированным

яблочным соком), «Сбивной Молочный» ТУ 9113-143-02068108-011 (с концентрированным яблочным соком, сухой молочной сывороткой).

Глава 4. Анализ качества сбивного хлеба из смеси ржаной н пшеннчной муки

Готовые хлебобулочные изделия из смеси ржаной и пшеничной муки анализировали через 3 ч после выпечки по органолептическим и физико-химическим показателям качества (табл. 1). Контролем был хлеб дарницкий.

Установлено, что хлебобулочные изделия имеют развитую равномерную пористость и гладкую поверхность. Цвет изделий изменяется от светло-коричневого до коричневого. Кислотность во всех изделиях изменялась незначительно. Максимальным удельным объемом характеризовался хлеб «Сбивной Городской» - 235 см3/100 г, наименьшим - контроль (200 см3/100 г).

Для изучения влияния обогатителей на микробиологические показатели качества образцов хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки проводили его анализ после выпечки в течение 1, 3, 5 сут. Установлено, что микробиологическая обсемененность на 5-е сут была ниже в хлебе «Сбивной Майский» на 12 %, «Сбивной Молочный» на 10 %, «Сбивной Городской» на 4 % по сравнению с хлебом дарницким.

Таблица 1

Физико-химические показатели качества хлебобулочных изделий

Показатели Значение показателей качества хлебобулочных из смеси ржаной и пшеничной муки

дарницкий «Сбивной Майский» «Сбивной Молочный» «Сбивной Городской»

Влажность, % 48,0 49,0 49,0 50,0

Титруемая кислотность, град 6,2 6,0 6,3 6,4

Удельный объем, см'/ЮО г 200 230 228 235

Деформация, ед прибора 58 59 58 58

ДЯ,„ 32 33 32 33

дя„,г 26 26 26 25

55 56 55 57

45 44 45 43

Коэффициент эластичности К, % 12,2 12,5 12,5 13,5

52.

II

¡і

f Ё0.5

S> я u 0

Выявлено, что наибольшее значение антиоксидантной активности (рис. 6) наблюдалось в хлебе «Сбивной Городской» (2,53 мг/100 г), наименьшее - в контроле — 1,4 мг/100 г, что обусловлено применением концентрированного яблочного сока, молочной сыворотки и ржаного ферментированного солода, в состав которых входят витамины группы Е. А, являющиеся сильными антиоксидантами.

Выявлено, что количество легколетучих веществ в равновесной газовой фазе (РГФ) над образцами зависит от ряда факторов. Анализ ароматограмм показал, что для тестируемых свежеприготовленных проб характерен идентичный запах, практически не отличающийся от контроля, отражающийся сходным составом равновесной газовой фазы (РГФ) над пробами. Как правило, «визуальные отпечатки» максимумов по форме близки между собой, что свидетельствует о близком по качественному составу запахе проб. Особенно увеличивается состав аромата на 17 - 35 % по сравнению с контролем в образцах с внесением: концентрированного яблочного сока и молочной сыворотки (хлеб «Сбивной Молочный») и с внесением всех обогатителей в хлеб «Сбивной Городской.

Усвояемость белковых веществ исследовали методом in vitro. Переваримость белков в хлебе «Сбивной Молочный» и «Сбивной Городской» к концу шестого часа составила 52 и 54 мкг/см3 тирозина, что на 41 и 46% выше по

12 3 4

Обрзэвы

Рис. 6. Суммарная антиоксидантная активность изделий: I - дарницкий; 2 - «Сбивной Майский»; 3 - «Сбивной Молочный»; 4 - «Сбивной Городской»

S н ІІл

В Ё

Ч

^ і

% — _-

I

Прздкшжитш1ЫЮС1Ъ пшршшт, ч

Рис. 7. Переваримость белков хлебобулочных изделий системой пепсин - трипсин: I - «Сбивной Молочный»; 2 - «Сбивной Городской»; 3 — «Сбивной Майский»; 4 — дарницкий

сравнению с традиционными хлебобулочными изделиями из смеси ржаной и пшеничной муки (рис. 7). Хлеб «Сбивной Майский» занимает промежуточное значение 46 мкг/см3, что на 24 % выше по сравнению с контролем. Так как это связано с присутствием белков молочной сыво-

ротки, которые имеют наивысшую скорость расщепления в пищеварительном тракте и обладают иммуномоделирующими свойствами.

Изучали влияние способа приготовления теста и внесение обогатителей на соотношение форм влаги в изделиях. Исследования проводили в образцах, полученных механическим и биологическим способом разрыхления через 3 ч после выпечки, контролем был выбран хлеб дарницкий.

Выявлено, что процесс дегидратации в сбивных изделиях ниже на 2 - 5 % (табл. 2), чем для хлеба дарницкого, что, видимо, связано с различным соотношением форм связи воды с биополимерными компонентами в продуктах. Поскольку тесто вне основы одинаково во всех образцах, то эффект связан с действием добавки.

Таблица 2

Температурные характеристики этапов дегидратации_

Этапы дегидратации Температурные характеристики для хлеба, Т, К

дарницкий "Сбивной Майский" "Сбивной Молочный" "Сбивной Городской"

I 314-348 314-348 315-364 315-380

II 348-388 348-393 364-388 380-413

III 388-426 393-428 388-446 413-446

Анализ полученных данных позволил выделить три периода дегидратации при термическом воздействии (рис. 8), а также выявить температурные зоны, которые соответствуют высвобождению влаги с различной формой и энергией связи. Установлено, что способ приготовления (механический и биологический) и обогатители, применяемые в работе, влияют на связь влаги в продукте и продолжительность процесса черствения.

Тесто из смеси ржаной и пшеничной муки второго сорта готовили на установке периодического действия в два этапа: перемешивание и сбивание. На первом этапе перемешивали рецептурные компоненты до однородной массы в течение 12 мин при частоте вращения месильного органа 300 мин"1, затем предварительно замешанное тесто массой 0,65 кг выгружали в металлические формы и помещали в экспериментальную установку для сбивания под давлением (0,3±0,02) МПа. Продолжитель-

3 ¿г

і

1« 2.1 М « :,4 м 11 2» 2.« М ¡.I ней

I —

Рис. 8. Зависимость - ^ а от величины обратной температуры 1000/Т: 1 - хлеб «Сбивной Городской»; 2 — хлеб «Сбивной Майский»; 3 - хлеб «Сбивной Молочный»; 4 - хлеб дарницкий

ность сбивания теста составляла 60 с при частоте вращения месильного органа 500 мин"1. Сбитое тесто в формах выпекали в течение 45 мин при температуре 195±5°С.

На основании проведенных исследований нами разработана структурная схема производства сбивного хлеба с добавлением обогатителей (рис. 9).

Рис. 9. Структурная схема производства сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки

Расчетами установлено, что степень удовлетворения суточной нормы в пищевых веществах при потреблении хлебобулочных изделий, полученных механическим способом, находится по белку в интервале 8,3 - 8,8 %, жиру 1,2 - 1,3 %, углеводам 10,3 - 10,5 %, пищевым волокнам 18,3 -19,3 %, минеральным веществам 6,6 - 17,8 %, аминокислотам 6 - 12 %. Витамина В2 во в сбивных изделиях - 5,6 %, В] -16 %. Экспериментальные образцы хлеба: «Сбивной Молочный», «Сбивной Городской», «Сбивной Майский» в большей степени удовлетворяют суточную потребность в питательных веществах по сравнению с контролем.

Сбивные хлебобулочные изделия рекомендуются к употреблению в целях профилактики ряда заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ, кровяного давления, сердечно-сосудистых заболеваний, а также для массового потребления.

Ожидаемый эффект от реализации 1 т разработанных изделий составил 5,93 тыс. р. Цена хлеба массой 0,65 кг составляет 20-23 р. в зависимости от вносимого обогатителя.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Разработана и научно обоснована ресурсосберегающая технология сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки, повышающая пищевую и биологическую ценность готовых изделий, позволяющая значительно снизить себестоимость готовой продукции за счет увеличения выхода на 12-15 %, сокращающая технологический процесс до 50-65 мин и производственные площади на 30 %.

2. Рекомендованы оптимальные параметры приготовления сбивного теста из смеси ржаной и пшеничной муки второго сорта: дозировка ржаной муки - 60 %, влажность теста - 54 %, давление сжатого воздуха - 0,32 МПа, частота вращения месильного органа - 500 мин" , продолжительность перемешивания - 12 мин, продолжительность сбивания - 60 с, обеспечивающие минимальную объемную массу теста 0,48 г/см3.

3. Установлены оптимальные значения рецептурных компонентов (обогатителей) сбивного хлеба, %: концентрированный яблочный сок - 5, молочная сыворотка - 5, ржаной ферментированный солод - 5.

4. Доказано положительное влияние внесения концентрированного яблочного сока, молочной сыворотки, сухого ферментированного солода на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели хлеба. Выявлено, что в хлебе с обогатителями повышается микробиологическая безопасность в 1,5 раза, суммарная антиоксидантная активность - в 2 раза, концентрация ароматобра-зующих веществ - в 1,1-1,5 раз, увеличивается пищевая и биологическая ценность на 33 - 36 %, переваримость белков мякиша - на 24 -46 %, продолжительность хранения хлеба на 12 ч по сравнению с контролем.

5. Установлено, что 100 г сбивных хлебобулочных изделий обеспечивает степень удовлетворения суточной нормы потребления, %: по белку - на 8,3 - 8,8, жиру - на 1,2 - 1,3, углеводам - на 10,3 - 10,5, пищевым волокнам - 18,3 - 19,3, витаминам - 5, 6 - 27,7, аминокислотам - 6 - 12, минеральным веществам - 6,6 - 17,8.

6. Проведены производственные испытания, определен выход сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки, составляющий 167 - 170 % в зависимости от ассортимента, разработана и утверждена техническая документация (3 комплекта) на новые виды сбивного хлеба, экономический эффект составил 5,93 тыс. р от реализации 1 т изделий.

Основные публикации по диссертационной работе Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Магомедов, Г.О. Воздействие обогащающих добавок на качество сбивного полуфабриката и ржано-пшеничного хлеба [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, И.А. Алейник, О.В. Прибыткова // Хлебопродукты. - 2011. - № 8. - С. 52-53 - 0,13 пл. (лично автором 0,03 п.л.).

2. Магомедов, Г.О. Исследование микроструктуры сбивного бездрожжевого теста для хлебобулочных изделий пролонгированного срока годности [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, Л.Ю. Рязанова, О.В. Прибыткова // Техника и технология пищевых производств, К. - 2010. - № 4. - С. 20-24 - 0,31 пл. (лично автором 0,07 пл.).

3. Магомедов, Г.О. Определение оптимальных параметров замеса сбивного полуфабриката из смеси ржаной и пшеничной муки [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, A.A. Журавлев, О.В. Прибыткова // Вестник ВГУИТ. - 2012. - № 3. - С. 88-90,- 0,18 п.л. (лично автором 0,06 пл.).

4. Прибыткова, О.В. Хлеб на основе сбивных полуфабрикатов для профилактического питания [Текст] / О.В. Прибыткова // Известия ВУЗов «Пищевая технология». - 2012. - № 5-6. - С. 62-64.- 0,18 пл. (лично автором 0,18 пл.).

Статьи и материалы конференций

5. Магомедов, Г.О. Использование ржаного солода в технологии сбивных изделий [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, Л.Ю. Рязанова, О.В. Прибыткова II Материалы II научно - практической конференции «Современное хлебопекарное производство: Перспективы развития». - Екатеринбург, 2010. - С. 41-42 - 0,13 пл. (лично автором 0,03 пл.).

6. Магомедов, Г.О. Исследование процесса замеса сбивных изделий из ржаной муки [Текст] / Г.О. Магомедов, О.В. Прибыткова // Материалы II Международной научно-технической конференции «Новое в технике и технологии пищевых производств». - Воронеж, 2010. - С. 292-293 — 0,13 пл. (лично автором 0,06 пл.).

7. Магомедов, Г.О. Влияние дозировки концентрата яблочного сока на свойства сбивного полуфабриката и изделия [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, О.В. Прибыткова И Материалы XLIX отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГТА за 2010 г. - Воронеж, 2011. - С. 44.- 0,06 пл. (лично автором 0,02 пл.).

8. Прибыткова, О.В. Применение молочной сыворотки в производстве сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки [Текст] / О.В. Прибыткова, Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева // Материалы 4-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием « Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности». - Бийск, 2011. - С. 305-308.- 0,25 пл. (лично автором 0,08 пл.).

9. Магомедов, Г.О. Анализ антиоксидантной активности сбивных хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, О.В. Прибыткова // Материалы II Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века». - Краснодар, 2011. - С. 267-268 - 0,13 п.л. (лично автором 0,04 пл.).

10. Магомедов, Г.О. Применение нетрадиционного сырья в производстве сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки [Текст] / Г.О. Магомедов, Т.Н. Межова, О.В. Прибыткова // Материалы Ь отчетной научной конференции за 2011 г. — Воронеж, 2012. - С. 50. - 0,06 п.л. (лично автором 0,02 пл.).

11. Прибыткова, О.В. Усвояемость белков хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки на основе сбивных полуфабрикатов [Текст] /О .В. Прибыткова, Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева// Материалы Пятого международного хлебопекарного форума в рамках деловой программы 18-й Международной выставки «Современное хлебопечение». - Москва, 2012. — С. 135-136— 0,13 п.л. (лично автором 0,04 п.л.).

12. Крнвенко, Е.И. Мониторинг российского и регионального рынка хлебобулочных изделий функционального назначения [Текст] / Е.И. Кривенко, О.В. Прибыткова // Актуальная биотехнология. - 2012. - № 1. — С. 40-42. - 0,18 п.л. (лично автором 0,06 п.л.)

13. Магомедов, Г.О. Сбивные ржано-пшеничные хлебобулочные изделия повышенной пищевой ценности [Текст] / Г.О! Магомедов, С.Н. Крутских, Н.В. Ивсеев, О.В. Прибыткова. П.Ю. Рыженин,

B.А. Чешинский // Кондитерское и хлебопекарное производство. -2012. -№ 9. - С. 37-39.-0,18 пл. (лично автором 0,03 пл.).

14. Прибыткова, О.В. Влияние обогатителей на структурно-механические свойства сбивных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки [Текст] / О.В. Прибыткова, Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева // Материалы X Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений», Ульяновск, 2012. —

C. 493-497-0,31 п.л. (лично автором 0,11 пл.).

15. Прибыткова, О.В. Исследование содержания ароматобразую-щих веществ в сбивном хлебе из смеси ржаной и пшеничной муки [Текст] / О.В. Прибыткова // Материалы I Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности». - Краснодар, 2012. -С. 228-230.-0,18 пл. (лично автором 0,18 пл.).

16. Магомедов, Г.О. Хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки, полученный механическим способом разрыхления [Текст] / Г.О. Магомедов, Е.И. Пономарева, О.В. Прибыткова // Хлебопек. — 2013. - № 1. — С. 28-29 - 0,13 пл. (лично автором 0,04 пл.).

Подписано в печать 18.03.2013. Формат 60x84 '/і6. Усл. печ. л. 1.0 Тираж 100 экз. Заказ 63

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ВГУИТ) Адрес университета и отдела полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»: 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий

На правах рукописи

04201357401

Прибыткова Ольга Викторовна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБИВНОГО ХЛЕБА ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ ИЗ СМЕСИ РЖАНОЙ И ПШЕНИЧНОЙ МУКИ

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

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Магомедов Г.О.

Воронеж-2013

Введение.......................................................................... 5

Глава 1. Обзор литературы................................................. 7

1.1 Анализ ассортимента хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки в Воронежской области и в целом России......... 7

1.2 Анализ способов приготовления теста из смеси ржаной и пшеничной муки..................................................................... 12

1.3 Процессы, протекающие при брожении, расстойке и выпечке хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки................................... 24

1.4 Преимущества механического способа разрыхления теста....... 35

1.5 Применение различных добавок, обогатителей, позволяющих улучшить вкус, аромат и пищевую ценность хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки........................................................ 39

1.6 Анализ литературного обзора и обоснование научного направления.

Цели и задачи.................................................................. 46

Глава 2. Организация работы. Объекты и методы исследования... 49

2.1 Объекты и методы исследования качества сырья...................... 49

2.2 Методика получения сбивных полуфабрикатов и оценка их качества.. 53

2.3 Методы исследования свойств изделий................................... 56

2.4 Методы математической обработки результатов...................... 63

Глава 3. Разработка технологии хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки механическим способом разрыхления... 66

3.1 Исследование замеса и сбивания полуфабриката из смеси ржаной

и пшеничной муки. Уточнение дозировки ржаной муки............. 66

3.2 Определение рациональной порции теста для периодического сбивания на экспериментальной установке............................. 74

3.3 Определение оптимальных параметров сбивания теста из смеси ржаной и пшеничной муки.................................................. 77

3.4 Обоснование выбора обогатителей при производстве сбивного хлеба 87

3.5 Изучение влияния дозировки обогатителей на свойства теста и хлеба 94

3.6 Определение оптимальных дозировок рецептурных компонентов

для сбивного теста из смеси ржаной и пшеничной муки............. 103

3.7 Определение оптимальных параметров порционного сбивания теста из смеси ржаной и пшеничной муки................................... 113

Глава 4. Анализ качества сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки.................................................................... 121

4.1 Влияние исследуемых обогатителей на органолептические и физико-химические свойства сбивных хлебобулочных изделий...... 121

4.2 Определение антиоксидантной активности сбивных изделий........ 124

4.3 Исследование переваримости белковых веществ мякиша сбивного хлеба................................................................................................................................................125

4.4 Определение количественного состава ароматобразующих веществ хлеба.................................................................... 127

4.5 Исследование структурно - механических свойств мякиша и изменения связанной воды в хлебе в процессе хранения............... 133

4.6 Определение микробиологической стойкости изделий в процессе хранения........................................................................ 138

4.7 Изучение влияния обогатителей на соотношение форм связи в мякише хлеба и сохранение его свежести.................................... 140

4.8 Определение фактического химического состава сбивного хлеба. Пищевая, биологическая и энергетическая ценность изделий, степень покрытия в необходимых нутриентах, рекомендации по потреблению...................................................................... 143

4.9 Технология производства сбивных хлебобулочных изделий 145

Выводы.......................................................................... 154

Список использованных источников...................................... 155

Приложения.................................................................... 167

Приложение 1 Расчет экономической эффективности производства хлебобулочных изделий

Приложение 2 Акты производственных испытаний Приложение 3 Техническая документация на новые виды хлеба Приложение 4 Документация интеллектуальной собственности Приложение 5 Дипломы выставок

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим направлением государственной деятельности в пищевой промышленности РФ является выполнение задач (Доктрина продовольственной безопасности РФ от 30.01. 2010 г. № 120), связанных с формированием ассортимента функциональных продуктов питания, разработкой новых видов продукции и использованием нетрадиционных источников сырья. В документе подчеркивается, что к показателям продовольственной безопасности, в первую очередь, относятся суточная калорийность питания человека и количество белков, жиров, углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов, потребляемых человеком в сутки. Поэтому в настоящее время перед хлебопекарной отраслью поставлена задача расширения ассортимента хлеба повышенной пищевой и пониженной энергетической ценности, что соответствует современным требованиям науки о рациональном питании.

Во многих странах проблема здорового и безопасного питания является приоритетным направлением развития пищевой промышленности. В России в виду экономической нестабильности на первое место выходит постоянная несбалансированность рациона по белкам, углеводам, минеральным веществам, витаминам и пищевым волокнам, которая является серьезным фактором ухудшения здоровья нации [12].

Состояние здоровья, качества и продолжительности жизни граждан нашего государства является определяющим фактором достижения стратегических целей внутренней и внешней политики Российской Федерации. Согласно рекомендациям нутрициологии о здоровом и безопасном питании и нормам потребительской корзины, хлебобулочные изделия занимают ведущее место в рационе питания практически всех социально-демографических групп населения страны. Однако ассортимент продукции хлебопекарных предприятий не в достаточной степени удовлетворяет потребности некоторых категорий населения при организации их профилактического питания или лечения [41, 62, 103].

Хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки поставляет в организм человека

основные растительные белки, незаменимые дефицитные аминокислоты - лизин

5

и треонин, углеводы, покрывает в некоторой степени потребность в кальции, магнии, железе, в витаминах групп В и РР, пищевых волокнах [57, 81].

Разработка функциональной продукции является сегодня одним из направлений инновационного развития пищевых технологий, которые неразрывно связаны с поиском новых ингредиентов, способных обогащать продукты эссенциальными нутриентами и минорными веществами различной химической природы.

Расширение ассортимента функциональных хлебобулочных изделий возможно за счет дополнительного введения в рецептуры обогатителей, а также совершенных технологий, позволяющих сохранять исходные свойства сырья в новых изделиях функционального назначения, направленные на сохранение и улучшение здоровья населения.

Эпидемиологические и статистические исследования последних лет в Российской Федерации и ряде других стран свидетельствуют об отрицательном демографическом балансе, высоких показателях смертности от ишемической болезни сердца, росте сердечно - сосудистых, онкологических заболеваний, болезней обмена веществ, эндокринной системы и желудочно-кишечного тракта.

Значительный вклад в разработку функциональных хлебобулочных изделий внесли С.Я. Корячкина, Н.В. Лабутина, И.В. Матвеева, Г.О. Магомедов, Л.П. Пащенко, Р.Д. Поландова, Е.И. Пономарева, Л.И. Пучкова, Т.В. Санина, В.Я Черных, Т.Б. Цыганова и другие.

Разработка ресурсосберегающей технологии сбивного хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки механическим способом разрыхления, предусматривающей внедрение качественно новых, безопасных хлебобулочных изделий и позволяющей повысить эффективность производства, увеличить пищевую ценность и биологическую ценность хлебобулочных изделий и придать им функциональные свойства является актуальной задачей.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Анализ ассортимента хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки в Воронежской области и в целом России

Хлебопекарная промышленность является важнейшей социально-значимой отраслью, обеспечивающей продовольственную безопасность страны. Устойчивая работа и развитие хлебопекарной отрасли, стабильное и повсеместное обеспечение населения нашей страны высококачественными хлебобулочными изделиями в широком ассортименте и по доступным ценам является задачей первостепенной важности.

В настоящее время производственный потенциал предприятий хлебопекарной отрасли достаточен для полного удовлетворения спроса населения на хлебобулочные изделия, как в количестве, так и в ассортименте. Динамика производства хлебобулочных изделий по федеральным округам РФ представлена в таблице 1 [74].

Опираясь на данные представленные в таблице отметим, что наблюдается отрицательная динамика производства хлеба как в Российской Федерации в целом, так и в Центральном федеральном округе.

Для хлебопекарной промышленности Воронежской области, характерна общая тенденция к снижению объема производства продукции отрасли (рис 1). Однако в 2005 г. наблюдается небольшой рост объема производства хлебобулочных изделий по сравнению с 2004 г. (на 4,0 тыс. тонн), а с 2006 г - наблюдается снижение объема производства хлебобулочной продукции.

Выявлено, что хлеб из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки в общей выработке хлебобулочных изделий занимает 33 %.

Таблица

Производство хлебобулочных изделий по федеральным округам РФ

Федеральный округ Производительность по годам, тыс. т

1995 2000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Российская Федерация 11335,7 9005,0 8387,6 8395,2 8219,5 7966,6 7815,3 7758,9 7483,3 7287 7144 7049

Центральный 3236,3 2691,2 2517,0 2495,5 2448,0 2367,9 2308,7 2230,7 2147,5 2116 2096 2076

Северо-Западный 1300,3 945,7 883,1 878,7 855,1 831,2 809,2 784,8 775,7 748 743 715

Южный 1627,5 1503,9 1360,5 1327,0 1310,5 1278,5 1247,3 1235,4 1184,3 737 729 717

Приволжский 2497,3 1949,4 1815,8 1749,3 1695,0 1626,5 1580,0 1612,9 1554,9 1480 1448 1449

Уральский 830,5 655,0 622,0 621,4 584,9 561,4 551,7 543,0 536,0 516 495 493

Сибирский 1270,3 912,4 898,0 980,4 993,1 965,0 997,3 1031,3 978,8 945 927 894

Дальневосточный 573,5 347,4 291,2 342,9 342,9 336,0 321,0 320,8 306,2 331 295 291

По производству ржаных и ржано-пшеничных видов хлеба лидируют Центральный район (1 млн. т), Северо-Западный (368 тыс. т) и Приволжский (601 тыс.т) округа. Наименьшая доля хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки в общей выработке хлебобулочных изделий в Южном округе (10,1 %) [83].

Рис. 1. Производство хлебобулочной продукции в Воронежской области за 1990-2011 гг., тыс. т

Основные причины сокращения рынка хлебобулочных изделий - снижение численности населения и уменьшение их потребления, вызванное ростом доходов. Реальные денежные доходы россиян, увеличившиеся в 2007 г. на 20 % и позволившие существенно разнообразить продуктовый ряд более дорогими белковыми продуктами, а к концу 2008 г. резко сократились, в связи с чем наблюдается увеличение потребления хлебобулочной продукции [29, 78].

По данным Института питания РАМН ежегодное потребление хлеба по физиологическим нормам должно составлять 112,2 кг (307 г/день) на человека [2]. На территории Воронежской области в 2008 г. проживало 2270 тыс. человек, и годовое производство хлебобулочных изделий при здоровом питании должно было составить 254,7 тыс. т, при этом фактически выпущено 126,3 тыс. т. Однако, данная ситуация свидетельствует не о том, что предложение не в состоянии удовлетворить спрос, а скорее о том, что люди сознательно исключают хлеб из своего

рациона для снижения энергетической ценности. В суточном потреблении хлеб из

9

ржаной муки должен составлять примерно половину нормы, так как в ржаной муке по сравнению с пшеничной содержится в 3, 5 раза пищевых волокон, в 1,9 раза больше кальция, в 3,7 раза - магния, в 2,9 раза - железа, в 1,5 и более раза - витамина Е и витаминов группы В. Кроме того в ржаной муке в большом количестве содержатся высокомолекулярные пептозаны - слизи, которые наряду с пищевыми волокнами улучшают работу желудочно - кишечного тракта, а также адсорбируют и выводят из организма продукты обмена и вредные вещества [57]. Поэтому необходимо проводить в средствах массовой информации социальную рекламу полезности хлеба этого вида.

Заметим, что в период 2004-2009 гг. наблюдается положительная динамика удельного веса хлебобулочной продукции, производимой хлебопекарными предприятиями Воронежской области в Центральном федеральном округе.

В таблице 2 представлена динамика производства хлебобулочных изделий по видам продукции, выпускаемой в Воронежской области.

Таблица 2

Производство хлебобулочных изделий в Воронежской области

Вид изделия 2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г.

Хлебобулочные изделия, тыс.т из них:

хлеб ржаной из обойной, обдирной и сеяной муки, включая хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки 2217 2113 2057 1954 2498 2500

хлеб пшеничный из муки второго сорта (масса изделия более 500 г) 202 195 182 183 221,2 3417,7

хлеб пшеничный из муки первого сорта (масса изделия более 500 г) 2105 2097 1898 1788 1724,3

хлеб пшеничный из муки высшего сорта (масса изделия более 500 г) 599 662 690 623 1681

булочные изделия из пшеничной муки высшего сорта (масса изделия 500 г и менее) 1480 1457 1424 1352 1522 1800

бараночные изделия 105 114 112 116 104,7 106

сдобные хлебобулочные изделия 285 277 269 274 327,9 345,8

сухари, гренки, хрустящие хлебцы 144 127 111 106 108,9 115

пирожки, пироги и пончики 31,2 36,6 42,0 46,5 56,4 60

Анализ производства и предпочтений хлебобулочных изделий показал, что больше всего у населения спросом пользуется традиционный хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки, но объемы его производства малы, так как особое место в рационе многих людей занимает хлеб функционального назначения, однако на рынке он практически не представлен [33]. Сложившийся ассортимент хлебобулочных изделий за последние 3 года стабилен и почти не изменяется. Видимо, это говорит о консерватизме и стабильности привычек потребителей, о сложившихся вкусах, с чем вынуждены считаться и производители. Вместе с тем требуется и более активное участие производителей в воспитании вкусов, а также внедрении новых видов изделий для диетического питания [102].

В настоящее время существует большое разнообразие способов приготовления теста из смеси ржаной и пшеничной муки. Они отличаются числом стадий, расходом удельной мощности на замес, продолжительностью брожения, что, безусловно, влияет на скорость протекания физико-химических, коллоидных, биохимических процессов, и в конечном итоге сказывается на качестве хлеба.

В Воронежском государственном университете инженерных технологий разработана технология хлеба, направленная на функциональное питание. Повышение эффективности производства, расширение ассортимента и улучшение качества выпускаемой продукции, создание функциональных хлебобулочных изделий можно достигнуть путем применения механического способа разрыхления теста. Преимуществами этой технологии являются: отсутствие дрожжей в рецептуре, снижение затрат сухих веществ на брожение, повышение выхода изделий и производительности труда [39, 42]. Хлеб полезен, как для массового потребления так и для страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы, онкологией и др.

1.2 Анализ способов приготовления теста из смеси ржаной и пшеничной муки

Важным фактором, влияющим на органолептические, физико-химические, структурно-механические свойства теста и изделий является химический состав, белково-протеизный и углеводно-амилазный комплексы муки.

Химический состав пшеничной муки обусловливает ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства. Мука, как и зерно, в основном состоит из белков и углеводов. Это важнейшие вещества, от состояния которых зависят свойства теста и качество изделий. Состав пшеничной муки приведен в таблице 3 и зависит от исходного зерна и сорта муки [5].

Таблица 3

Состав пшеничной муки _

Наименование компонента Содержание в пшеничной муке (по сортам)

высший первый второй

Вода, % 14,0 14,0 14,0

Белки,% 10,3 10,6 11,6

Жиры, % 1,1 1,3 1,8

Ненасыщенные жирные кислоты, % 0,2 0,2 0,3

Moho-, дисахариды, % 1,6 1,8 2,2

Крахмал, % 68,5 66,7 62,0

Углеводы, % 70,6 69,0 64,8

Пищевые волокна, % 3,5 4,4 6,7

Зола, % 0,5 0,7 1,1

Минеральные вещества, мг %:

натрий 3 4 6

калий 122 176 251

кальций 18 24 32

магний 16 44 73

фосфор 86 115 184

Витамины, мг %:

тиамин (В,) 0,17 0,25 0,37

рибофлавин (В2) 0,04 0,08 0,12

никотиновая кислота(РР) 1,2 2,2 4,6

пиридоксин (Вб) 0,17 0,22 0,5

токоферолы (Е) 1,1 3,05 5,37

Аминокислоты, мг %:

лизин 250 265 330

метионин 153 160 170

К органическим веществам пшеничной муки относятся белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, ферменты, витамины, пигменты; к неорганическим - минеральные вещест