автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологий хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с применением сухого белкового полуфабриката

00305781 1

На правах рукописи

РЯБИКИНА Юлия Николаевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СУХОГО БЕЛКОВОГО ПОЛУФАБРИКАТА

Специальность 05 18 01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2007

003057811

Работа выпол >ена в ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия» на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пащенко Людмила Петровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шевцов Александр Анатольевич;

кандидат технических наук Назннцева Екатерина Александровна

Ведущая организация: ОАО «Липецкхлебмакаронпром»,

г. Липецк

Защита состоится «18» мая 2007 г в 14 00 ч на заседании диссертационного совета Д 212 035 04 при ГОУ ВПО «Воронежскач государственная технологическая академия» по адресу 394000, г Воронеж, пр-т Революции, д 19, а 035

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной технологической академии»

Автореферат разослан «13» апреля 2007 г

Ученый секретарь ¿7

диссертационного совета 0/*) Глотова И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В соответствии с «Концепцией государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г », здоровье человека объявлено важнейшим приоритетом государства и на питание возложена не только функция удовлетворения физиологических потребностей человека, но и выполнения профилактических и лечебных мероприятий Перед работниками пищевой промышленности поставлена задача увеличения доли продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью, обогащенных белком, витаминами и минеральными веществами до 20 - 30 % от общего объема выпуска Данные положения получили продолжение и развитие в рамках разработанной Общероссийской общественной организацией «Лига здоровья нации» концепции «Здоровье нации», которая нашла отражение в приоритетных национальных проектах «Здоровье» и «Образование»

Важность проблемы питания населения обусловлена тем, что здоровье человека и нации в целом в значительной мере определяется рационом питания В последние десятилетия структура питания населения России характеризуется дефицитом полноценных белков, минеральных веществ и витаминов и избытком легкоусвояемых углеводов и жиров, что не соответствует основным принципам сбалансированного питания

Применение в хлебопекарной и кондитерской промышленности обогатителей из нетрадиционного, в том числе вторичного, сырья позволяет не только повысить пищевую ценность хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, интенсифицировать технологический процесс, добиться экономии ресурсов, но и придать изделиям диетическую и лечебно-профилактическую направленность

Актуальность решения поставленной задачи очевидна и определенная роль в ее реализации принадлежит сухому белковому полуфабрикату из костной ткани крупного рогатого скота О целесообразности его применения в производстве продуктов питания свидетельствуют труды М Л Фанвишевского, Т Н Лисиной, Т Г Гельдыш и др

Работа выполнена в рамках НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронежской государственной технологической академии «Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке сельскохозяйственного растительного сырья» (№ г р 01970008815, 2004 - 2007 гг )

Цель диссертационной работы разработка технологий хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности с применением сухого белкового полуфабриката, их научное и практическое обоснование

Основные задачи, которые необходимо было решить при выполнении исследований

- провести анализ данных по применению ряда белковых обогатителей животного происхождения и некоторых пищевых добавок в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий,

- обосновать и экспериментально доказать целесообразность применения сухого белкового полуфабриката в качестве обогатителя в технологии хлебобулочных изделий,

- разработать рецептуры и технологии хлебобулочных изделий с сухим бетковым полуфабрикатом и обосновать необходимость применения act орбиновой кислоты, ферментного препарата Липопан Ф, пищевой добавки «Лизин гидрохлорид», определить технологические аспекты применения фасолевой муки в композиции с сухим белковым полуфабрикатом для улучшения качества продукции, биологической ценности и продления сроков сохранения ее свежести, скорректировать аппаратурно-технолошческие схемы участков приготовления теста для хлебобулочных изделий,

- обосновать применение сухого белкового полуфабриката в качестве натурального пластификатора теста в технологии крекера,

- разработать рецептуры и технологии бисквитов с сухим белковым полуфабрикатом со сбалансированным соотношением основных пищевых веществ и с пониженным содержанием холестерина,

- разработать проекты нормативной документации, провести производственную проверку исследований

Методы исследования, аналитические, физические, химические, биохимические и микробиологические традиционные и оригинальные, методы планирования эксперимента и математической обработки экспериментальных данных

Научная новизна. Теоретически обоснованы закономерности взаимодействия белковых компонентов пшеничной хлебопекарной муки и сухого полуфабриката, определены зависимости технологических свойств хлебопекарных полуфабрикатов от его содержания в них и выявлена роль аскорбиновой кислоты, ферментного препарата Липопан Ф и пищевой добавки «Лизин гидрохлорид» в обеспечении качества члебоб>лочных изделий повышенной биологической ценности и продлении сроков их хранения

Установлен характер изменения реологических свойств крекерного теста от массовой доли в нем сухого белкового полуфабриката - заменителя химического реагента-пластификатора пиросульфита натрия

Выявлен механизм действия белкового обогатителя на процесс пенообразования, закономерности изменения свойств (плотности, дис-

персности, вязкости, устойчивости) яично-сахаро-белковой массы и бисквитного теста Установлена зависимость показателей качества бисквита и его белково-углеводного состава от массовой доли сухого белкового полуфабриката

Практическая значимость работы, разработаны рецептуры и технологии хлебобулочных изделий с применением сухого белкового полуфабриката в комплексе с улучшителем окислительного действия, ферментным препаратом липолитического действия, лизинсодержа-щей пищевой добавкой, а также в композиции с мукой бобовых, позволяющие повысить биологическую и пищевую ценность продукции, улучшить показатели ее качества и продлить сроки хранения Исключен из технологии крекера химический пластификатор пиросульфит натрия Предложены мучные кондитерские изделия типа бисквит, сбалансированные по белково-углеводному составу и с пониженным содержанием холестерина Разработаны проекты нормативной документации на хлебобулочные изделия «Золотинка» и «Торопыжка», крекер «Презент», бисквиты «Золотинка» и «Поэма»

Реализация результатов работы:

- разработан способ приготовления хлебобулочных изделий «Золотинка» с сухим белковым полуфабрикатом, аскорбиновой кислотой, ферментным препаратом Липопан Ф и пищевой добавкой «Лизин гидрохлорид» (патент РФ № 2246217), проведена его промышленная апробация на ОАО «Лиски-Хлеб» (акт производственных испытаний от 15 05 2006 г),

- разработаны технологические аспекты по применению фасолевой муки и сухого белкового полуфабриката в приготовлении хлеба «Торопыжка» (заявка на патент № 2006110592, приоритетная справка от 04 04 2006 г), проведена промышленная апробация его производства на ОАО «Лиски-Хлеб» (акт производственных испытаний от 15 05 2006 г),

- разработан способ приготовления крекера «Презент» с сухим белковым полуфабрикатом (заявка на патент № 2006108028, приоритетная справка от 16 03 2006 г), проведена промышленная апробация его производства на ОАО «Крекер» (г Воронеж) (акт производственных испытаний от 09 06 2006 г ),

- разработан способ приготовления бисквитов «Золотинка» со сбалансированным составом белков и углеводоЕ (патент РФ № 2289252) и «Поэма» с заменой части меланжа куриных яиц на сухой белковый полуфабрикат (патент РФ № 2285414), проведена промышленная апробация их производства на ОАО «Хлебозавод № 2» (акты производственных испытаний от 06 02 2007 г )

- исследованы органолептические и физико-химические показатели качестеа новых изделий, их аминокислотный состав, биологическая ценность, усвояемость и сбалансированность по белково-углеводному составу

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены

- на научно-практических симпозиумах, конгрессах, международных и всероссийских конференциях II Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности», посвященной 100-летию заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, профессора Попова Владимира Ильича (г Воронеж, 2004 г) -очно, III и IV Московских международных Конгрессах «Биотехнология состояние и перспективы развития» (г Москва, 2005,2007 гг) - очно,

- на региональных и отраслевых конференциях, конференциях преподавательского состава и научных работников ВГТА отчетных научных конференциях ВГТА (г Воронеж, 2004 - 2007 гг) - очно, Межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (г Казань, 2006 г) - заочно

Разработки экспонировались на научно-технических выставках и награждены дипломами

- 19-й, 20-й, 21-й и 22-й межрегиональных выставках «ПРОДТОРГ» (г Воронеж, 2004 - 2006 гг) - 4 диплома,

- И-ой Всероссийской выставке-ярмарке научно-исследовательских работ и инновационной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Российской Федерации «ИННОВ-2005» (г Новочеркасск - ЮРГТУ (НПИ), 19-21 мая 2005 г) - 2 диплома,

- выставке «Кадры и инновации для пищевой и химической промышленности», посвященной 75-летию Воронежской государственной технологической академии (г Воронеж, 20 - 21 октября 2005 г) - диплом,

- 11-й межрегиональной агропромышленной выставке «Агро-пром» (г Воронеж, 24 - 26 мая 2006 г) - диплом

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 5 статей, из них 4 в реферируемых журналах, 11 тезисов докладов, 3 патента РФ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, пять из которых посвящены экспериментальной части, выводов, списка использованных источников, приложений и представлена на 165 страницах машинописного текста, в 45 таблицах, 40 рисунках Библиография вкпючает 177 наименований Приложение к диссертации изложено на 43 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение Обоснована актуальность темы, определены цели и задачи исследований

Глава 1. Повышение биологической ценности хлебобулочных и мучных кондитерских изделий - путь к обеспечению населения России продуктами здорового питания Освещено современное состояние проблемы здорового питания Проанализированы эчпирическ ие данные по применению ряда белковых обогатителей животного происхождения и некоторых пищевых добавок для повышения пищевой и биологической ценности хлебобулочных и мучных кондитерских изделий

В результате обобщения литературных данных определены основная цель и задачи исследований, предусматривающие необходимость разработки теоретических и практических аспектов применения сухого белкового полуфабриката в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, обоснование способов их производства

Глава 2. Характеристика сырья и методов исследования. В соответствии с целью и задачами работы объектами исследований служили мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта (ГОСТ Р 521892003), цельномолотая мука из семян белой фасоли (ГОСТ 7758-75), дрожжи хлебопекарные прессованные (ГОСТ 171-81), соль поваренная пищевая (ГОСТ Р 51574-2000), сахар-песок (ГОСТ 21-94), масло подсолнечное рафинированное (ГОСТ 1129-93), маргарин столовый (ГОСТ Р 52178-2003), сухой белковый полуфабрикат (ТУ 1002 01 92-89), яйца куриные пищевые (ГОСТ 27583-88), крахмал картофельный (ГОСТ 7699-78), вода питьевая (СанПиН 2 1 4 1074-01), кислота аскорбиновая (Р 73 941 9), карбонат аммония (ГОСТ 9325-79), пиросульфит натрия (ТУ 2142-050-00206457-99), пищевая добавка «Лизин гидрохлорид» (ТУ 9291-001-51711263-2002), ферментный препарат Липопан Ф (сертификат РФ)

Экспериментальные исследования проводили в условиях НИЛ кафедр ВГТА - технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств, общей и неорганической химии, аналитической химии, технологии мяса и мясных продуктов, микробиологии и биохимии, ВГАУ - современных технологий хранения, переработки и стандартизации сельхозпродукции

В работе применяли общепринятые и специальные химические, биохимические, физико-химические, микробиологические и оргаполептические методы исследований свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции Состав аминокислот в изделиях определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе ААА Т-339, микроструктуру яично-са\арной и яично-сахаро-белковой масс - на микроскопе Миктрон-400М, персвариваемость белков исследуемьсх продуктов пищеварительными ферментами - методом

Покровского-Ертанова, содержание SH-rpynn - по К П Петрову, адгезионную прочность теста - на адгезиометре, работающем по методу равномерного нормального отрыва со скоростью 2,0 10"4 м/с, соотношение различных форм связи влаги в мякише хлеба в процессе его хранения - методом дифференциально-термического анализа на дериватографе системы «Паулик-Паулик-Эрдей», оценку ароматических свойств крекера - сенсорометриче-ским методом пьезокварцевого микровзвешивания, проектирование аминокислотного состава изделий осуществляли с помощью программы в системе компьютерной алгебры Maple При обработке результатов исследований применяли методы математической статистики, планирования эксперимента, множественного регрессионного анализа и методы оптимизации

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Разработка технологии хлебобулочных изделий с сухим белковым полуфабрикатом

Сухой белковый полуфабрикат получают из кости и костного остатка крупного рогатого скота с содержанием белковых веществ не менее 83 % и массовой допей влаги 4,7% Его ашшокислотный состав представлен в табл 1

Таблица 1

Аминокислотный состав сырья (мг на 100 г продукта)_

Аминокислоты Мука Сухой бетковый полуфабрикат

пшеничная в/с фасолевая

в/ s u а 111 1 и г? f и РАС,% ¡up 1 s I |11 g S & и Скор % РАС, % 1 8 I Р 1 и Скор % РАС, %

Ватин 471 91 47 1 120 107 48 2 058 50 12

Изолейцин 430 104 60 1 030 123 64 1 262 3S 0

Лейцин 806 112 68 1 740 118 59 3 212 55 17

Лизин 250 44 0 1 590 138 79 3 204 66 23

Метионин+ цистин 352 98 54 430 59 0 1 967 61 23

Треонин 311 76 32 870 104 45 1 602 50 12

Триптофан 100 97 53 260 124 65 432 48 10

ФенилаландаН" тирозин 749 121 77 1 760 140 8! 2 473 52 14

Алании 330 - - 867 - - 2216 - -

Аргинин 400 - - 1 125 - - 5 436 - -

Аспарагиновая 340 - 246 - - 4 507 -

Гистидин 200 - - 571 - - 2 108 -

Глицин 350 - - 840 - - 6 955 -

Глутаминовая 3 080 - - 313 - - 10 591 - -

Пролин 970 - - 15 750 - - 5611 -

Серин 500 - - 1 224 - - 2424 -

Оксипрсшин - - - - - 597 - -

Л и м итирую щая скор % Лизин -44 треонин - 76 Мегионин+ цистин - 59 Изолейцин - 38, триптофан - 48

Био логическая ценность °о 51 45 S5

Содержание незаменимых аминокислот в обогатителе составляет в среднем 15 %, первая лимитирующая аминокислота - изолейцин, вторая -триптофан, а в пшеничной муке высшего сорта - лизин и треонин соответственно При их комплексном применении происходит взаимное обогащение

Сухой белковый полуфабрикат - источник витаминов В2 и В5 -0,09 и 0,21 мг/100 г продукта соответственно, а также минеральных веществ По сравнению с пшеничной мукой высшего сорта он богат кальцием, магнием, железом и фосфором (18,0 и 40,0, 16,0 и 73,0, 1,2 и 8,5, 86,0 и 540,0 мг/100 г продукта соответственно) Он обладает жи-росвязывающей (140 - 250 %) и эмульгирующей (65 - 100 %) способностью, но лишен водоудерживающей и гелеобразующей

Сухой белковый полуфабрикат оказывает влияние на свойства клейковины пшеничной муки с увеличением доли обогатителя масса сырой клейковины уменьшается и ухудшаются показатели ИДК (табл 2)

Таблица 2

Влияние сухого белкового полуфабриката на свойства сырой клейковины

Показатели Пробы с содержанием сухого белкового полуфабриката, % к массе пшеничной муки в/с

0 2 4 6 8

Масса сырой клейковины, % 35,1 34 4 33,9 32,1 29,5

Показатели ИДК, ед прибора 77,0 78,4 79,0 80,4 81,1

Этот эффект объясняется тем, что обогатитель обладает восстановительной активностью, обусловленной повышенным содержанием аминокислоты цистина - 13 мг/г продукта по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта - в среднем 2 мг/г В результате действия фермента цистеинредуктазы пшеничной муки -Б-Б-связи преобразуются в -БН-группы, которые восстанавливают -Б-Б-связи в молекулах протеаз муки, повышая их активность В результате протеолиз белковых веществ в тесте происходит более интенсивно

Значительное содержание в обогатителе диамино- (аргинии, гистидин) и аминодикарбоновых кислот (глутаминовой и аспарагиновой), а также пролина и оксипролина обусловливает его высокую пщратационную способность Их полярные функциональные группы, взаимодействуя с дипольными молекулами воды посредством водородных связей, способствуют перераспределению влага между компонентами теста, снижая степень гидратации клейковины С увеличением массовой доли сухого белкового полуфабриката тесто разжижается, так как количество осмотически связанной воды уменьшается а гидрати-рованной молекулами белковых веществ обогатителя увеличивается

В качестве контроля 1 брали рецептуру батона нарезного из пшеничной муки высшего сорта (ГОСТ 27844-88) При дозировке сухого белкового полуфабриката 4 - 6 % к массе муки тесто сразу поспе замеса имело начальную общую кислотность 2,8 - 3,0 град вследствие высокой кислот-

ности обогатителя (10 град) Это позволило исключить период брожения теста Готовые изделия имели показатели качества, близкие к контролю 1, но отличались затемненным мякишем и пониженной формоустойчиво-стью При увеличении дозировки сухого белкового полуфабриката свыше 6,0 % к массе муки начальная общая кислотность теста превышала 3,4 град В результате качество изделий ухудшалось по удельному объему и пористости по сравнению с контролем 1 Fia 14,5 и 5,7 % соответственно, кислотность мякиша не удовлетворяла требованиям стандарта

Следует отметить, что при любой дозировке обогатителя тесто приобретало липкость, трудно подвергалось разделке

В дальнейших исследованиях дозировка сухого белкового полуфабриката составляла 5 % к массе муки в тесте (контроль 2) Для обеспечения необходимых физических свойств теста за счет снижения восстановительной активности обогатителя в рецептуру изделий дополнительно вносили 0,007 % аскорбиновой кислоты и 0,004 % ферментного препарата Липопан Ф (дозировки компонентов установлены в серии предварительных экспериментов) Пищевую добавку «Лизин гидрохлорид» вносили в количестве 0,14% с целью снижения дефицита лизина, при этом значение скора по нему приближалось к значению скора второй лимитирующей аминокислоты треонина, биологическая ценность изделий повышалась на 11,6 %

С целью улучшения цвета мякиша изделий тесто готовили на диспергированной смеси Обогатитель предварительно смешивали в диспергаторе с маслом подсолнечным рафинированным, затем из дозаторов подавали остальные компоненты в соответствии с рецептурой Замешенное тесто, имевшее начальную общую кислотность 2,8 - 2,9 град (рис 1), сразу разделывали и направляли на расстойку, а затем на выпечку

з,з

1,4

Динамическая вязкость

опытной пробы в конце рас-

8 стойки лежала в области зна-

| и чений, в которой предполага-

§ с ется получение изделий вы-

у о сокого качества (рис 1) Бо-

| ^ лее высокое значение вязко-

° |у,=0690х4'"|

Рис 1 Изменение общей кислотности (_) и ди тми ческой вязкости (___)

теста в процессе расстойки 1 - контроль 2 2- опытная проба

О

20

40

4 0,2 60

сти в опытной пробе связано с синергетическим эффектом действия аскорбиновой кислоты и Липопана Ф, вызванным окислением аскорбиновой кислоты в дегидроаскор-биновую пероксидами ненасыщенных жирных кислот

Способность клейковины оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия была выше в опытной пробе Величина сжатия по прибору ИДК после замеса составила 65,6, в конце расстойхи - 74,6 ед пр, в контроле 2 эти показатели были выше на 7,2 и 12,5 % соответственно В процессе рас-стойки общее содержание -БН групп увеличивалось как в контроле 2, так и в опытной пробе, но в контроле 2 эти значения были выше на 26,4 - 27,7 %

Установлено, что адгезионная прочность при отрыве теста опытной пробы была ниже, чем контроля 2 (продолжительность контактирования 60 с) (рис 2)

Готовые изделия (опыт) отличались эластичным, более светлым мякишем (белизна мякиша, ед пр БЛИК-РЗ, была выше на 27 % по сравнению с контролем 2), развитой, равномерной, тонкостенной, мелкоячеистой пористостью, ярко выраженным ароматом (содержание бисульфитсвязывающих веществ на 32,5 % выше, чем в контроле 2) По пористости и удельному объему опытная проба превосходила контроль 2 на 8,6 и 30,0 % соответственно Осветление мякиша хлеба в результате окисления каротиноидных и ксантофилловых пигментов сопряжено с действием дегидроаскорбино-вой кислоты и промежуточных гидропероксидов

По сравнению с контролем 1 и 2 скор по лизину в опытной пробе увеличился на 20,0 и 13,3 %, а биологическая ценность - на 33,1 и 11,6 % соответственно

Влияние сухого белкового полуфабриката и дополнительно вносимых ингредиентов на сохранение свежести изделий определяли по соотношению различных форм связи влаги в мякише через 16, 24 и 48 ч хранения В опытной пробе отмечена более прочная связь влаги с компонентами мякиша по сравнению с контролем 2 Температуры удаления физи-ко-механически (свободной) и физико-химически связанной влаги у опытной пробы были на 2 - 4 °С выше, чем у контроля 2 в течение всего срока хранения Доля адсорбционно связанной влаги в опытной пробе была выше по сравнению с контролем на 4 - 9 % Это можно объяснить тем, что под действием ферментного препарата Липопан Ф на жиры теста, происходит их гидролиз с образованием моноглицеридов, обладающих свойствами поверхностно-активных веществ В процессе выпечки происходит их перераспределение в мякише хлеба они обнаруживаются в ос-

Давтсние контактирования, кПа

Рис 2 Изменение адгезионной прочности теста от давления контактирования 1 — контроть 2, 2 - опытная проба

новном во фракции крахмала, образуя комплексы с амилозой и амилопек-тином, препятствуя тем самым их агрегации при хранении хлеба (по теории Эрландера) и замедляя процесс черствения.

Разработанная технология хлебобулочных изделий «Золотимка» реализуется с помощью имеющегося на предприятии оборудования с установкой дополнительно дозатора для обогатителя и исключением емкости для брожения теста (рис. 3).

Рис. 3 Аппаратурно-течлологн-ческая схема приготовления теста периодическим способом I - 6 -напорные бачки для горячей н холодной воды, дрожжевой суспензии. масла подсолнечного, сахарного и солевого растворе® соответственно; 1. К - дозаторы Ш2-ХД2-А соответственно для муки н сухого белкового полуфабриката, 9 - дозатор дгя жидких компонентов Ш2-ХД2-Е; 10, 11 - емкости для приготовления н сужения диспергированной меси 12 - шнековый дозатор; 13 - расходный чан РЗ-ХЧЛ, 14 - машина тестомесильная 1112-ХТ2-И.

Глава 4. Разработка технологии клеба с сухим белковым полуфабрикатом и фасолевой мукой.

Кроме рассмотренного выше способа, скорректировать нежелательный эффект от внесения сухого белкового, улучшить реологические характер пешки теста можно путем добавления муки бобовых культур, белки которых обладают окислительной и водоу держи вающей способностью.

Выбор целъномолотой муки из семян белой фасоли обусловлен высоким содержанием в ней белка (в среднем 21 %), широким спектром минеральных веществ и витаминов. Белки фасолевой муки отличаются повышенным содержанием лизина и триптофана, лимитирующей является сумма серосодержащих аминокислот — метаоиина и щетина (табл. I), В связи с различиями аминокислотного состава белков пшеничной и фасолевой муки, сухого белкового полуфабриката при их совместном применении возможно повышение биологической ценное га хлебобулочных изделий.

Водоудерживаюицая способность смеси пшеничной и фасолевой муки возрастает при увеличении а ней доли последней (от 0 до 15 %}. Это связано с наличием в фракционном составе фасолевой муки многочисленных ионных и полярных атомных групп белков и гемицеллюлоз и их

способностью иммобилизовать и прочно связывать значительный объем свободной воды Максимальное значение водоудерживающей способности смесей при температуре 30 °С достигалось при продолжительности контактирования 34 - 36 мин, а у фасолевой муки - через 20 мин Наибольшей водоудерживающей способностью (1,42 г/г продукта) обладала смесь из 85 % пшеничной и 15 % фасолевой муки

Для определения дозировок фасолевой муки дг, (%) и сухого белкового полуфабриката х2 (%) применяли центральное рототабельное композиционное униформпланирование Критериями оценки влияния факторов х1 и х2 приняли удельный объем изделия уь (см3/100 г массы) и пористость у2 (%) В результате обработки экспериментальных данных получили уравнения регрессии

у, = 331,3-2,4 X, + 5,3 Х2 + 3,8 X, Х2- 22,1 X,2- 5,1 Х22, (1) уг = 76,4 + 0,7 Х2+ 0,5 X, Х2-3,1 X,2- 1,3 Х22 (2)

На основании полученных уравнений была поставлена задача методом перебора на равномерной сетке, рассчитать значения входных параметров, при которых выходные параметры достигают оптимальных величин В матричной форме задача имела вид

О — тах, 76 <^2(Х) <78, X = {Хь X,} (3)

Получили следующие оптимальные диапазоны изменения массовой доли фасолевой муки х1 = 8,75 - 11,25 % и сухого белкового полуфабриката х2 = 6,0 - 6,3 %

В дальнейших исследованиях сухой белковый полуфабрикат вносили в дозировке 6 %, фасолевую муку (взамен пшеничной) - 10 % к общей массе муки Тесто для хлебобулочных изделий готовили безопарным способом и с применением двухстадиИного замеса

Приготовление теста в две стадии осуществляли следующим образом На первой стадии готовили полуфабрикат из муки пшеничной высшего сорта, дрожжевой суспензии, сахарного и солевого растворов, затем осуществляли брожение полученного полуфабриката в течение 1 ч Такой прием позволил снизить конкурентную борьбу за влагу между клейковинными белками и белками вносимых обогатителей за счет сокращения продолжительности их контактирования На второй стадии к выброженному полуфабрикату добавляли масло подсолнечное рафинированное и смесь из цельномолотой фасолевой муки и сухого белкового полуфабриката, период брожения теста составлял 30 мин

Установлено, что адгезионная прочность теста при отрыве опытных проб была ниже, чем контроля 2 (продолжительность конактировлния 60 с), и была наименьшей для пробы, приготовленной с применением двухста-дийного замеса (рис 4)

Это можно объяснить тем, что клейковинные белки пшеничной муки равномерно набухали в первый час брожения, вследствие чего

отрицательный эффект от внесения сухого белкового полуфабриката проявлялся в меньшей степени

Значения динамической вязкости теста в опытных пробах были выше по сравнению с контролем 2 как после замеса, так и в конце брожения и лежали в пределах допустимого интервала для получения изделий хорошего качества - 900 - 1100 Пас Повышение вязкости и снижение адгезионной прочности теста в опытных пробах можно объяснить укрепляющим действием белков и гемицеллюлоз фасолевой муки, в результате чего увеличивалась водопоглотительная способность муки, улучшались газоудерживающая и формоудерживающая способности теста

Лучшие органолептические и физико-химические показатели имела проба, приготовленная с применением двухстадийного замеса пористость и удельный объем изделий были выше на 11,4 и 15,5 %, а проба, приготовленная безопарным способом, превосходила контроль 2 по этим показателям на 4,2 и 13,1 % соответственно Биологическая ценность изделий с добавлением 6 % сухого белкового полуфабриката и 10 % фасолевой муки повышалась на 15,4 %, скор по лизину - на 16,7 %

Глава 5. Разработка технологических аспектов применения сухого белкового полуфабриката в производстве крекера.

В технологии получения мучных кондитерских изделий всегда существовала проблема коррекции качества пшеничной муки Для получения упруго-эластичного крекерного теста желательно использовать пшеничную муку, содержащую около 30 % сырой клейковины слабой по силе Коррекция свойств клейковины достигается за счет применения пиросульфита натрия №28205 в дозировке 0,025 - 0,05 % к массе муки в рецептуре

Применение этой химической добавки восстанавливающего действия экологически небезопасно, т к при этом образуется сернистая кислота, остаточное содержание которой в изделиях регламентируется и не должно превышать 100 мг/кг

< о

у.МДЗЬх-Ч 1082 Уд^з,59111 х + 07553 уз = 3,311пх+0,6985-!

10

Давление контактирования, кПа

Рис 4 Изменение адгезионной прочности теста оглавления контактирования I - контроль 2, 2 и 3 - опытные пробы, приготовленные безопарным способом и с примеш нием двухстадийного зачеса

С учетом технологических и функциональных свойств сухой белковый полуфабрикат может служить пластификатором теста. Его дозировку определяли с помощью центрального композиционного рототабель-ного планирования. В качестве основных факторов, влияющих на качество крекера, были выбраны: xj - массовая доля сухого белкового полуфабриката, % к массе муки; х2 - влажность теста, %. Эти факторы совместимы и некоррелированны между собой. Критериями опенки являлись; yi - намокаемость крекера, %; - кислотность, град.

В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, адекватно описывающие изменение показателей качества крекера под влиянием исследуемых факторов:

yi - 150,1 + 5,67Х, - l,54Xf-3,l4X32; (4)

т = 1,98 + 0,319Х| + 0,043Х, + 0,048^-0,05^, (5) Анализ уравнений регрессии (4) и (5) показал, что на намокаемость и кислотность крекера наибольшее влияние оказывает дозировка сухого белкового полуфабриката (рис. 5).

Рис. 5. Поверхности отклика зависимостей намокаемостиу/ и кислотности изделий щ (град.) от дозировки сухого белкового полуфабриката х/ (%) и влажности теста Хз (%1

Для выбора оптимальных значений массовой доли сухого белкового полуфабриката и влажности теста, была рассмотрена так называемая компромиссная задача, условие оптимизации которой сформулировано следующим образом: необходимо найти такие значения независимых переменных л', и х2, при которых намокаемость крекера составляла бы 150 < )>, < 154 %, а кислотность крекера (>■_■.) не превышала 2,5 град. Значения независимых переменных не должны выходить за границы области экспериментальных исследований (2.§ <Х( < 7,82 % и 28,59 < х2 <31,41 %). В итоге получили следующие оп-

15

тимальные значения факторов массовая доля сухого белкового полуфабриката -х, = 5,0 - 7,6 %, влажность теста-х2 = 29,5 - 30,5 %

При проведении исследований в качестве контроля была выбрана рецептура крекера «К завтраку» № 120 (ГОСТ 14033-96) с применением в качестве пластификатора теста пиросульфита натрия Сухой белковый полуфабрикат вносили дополнительно к известной рецептуре в дозировке 7 % к массе муки в тесте (крекер «Презент») Влажность теста принимали равной 30,5 % По окончании замеса контрольная и опытная пробы имели близкие значения эффективной вязкости и пластической прочности теста (в диапазоне 13 — 18 кПа, что характерно для мучного теста)

При применении сухого белкового полуфабриката качество крекера улучшалось, изделия приобретали оригинальный вкус, запах, цвет, намо-каемость крекера «Презент» была выше на 4,8 %

О насыщенности цвета крекера судили по спектрам отражения его поверхности Координаты цветности крекера «Презент» находились ближе к желтой области спектра, чем крекера «К завтраку», следовательно, обладали более насыщенным желтым оттенком

Установлено, что добавление сухого белкового полуфабриката повышало стабильность аромата крекера при хранении площади «визуальных отпечатков» крекера «Презент» по истечении 24 ч превышали площади «визуальных отпечатков» крекера «К завтраку» на 5 %

Биологическая ценность крекера «Презент» увеличилась на 24,0 %, скор по лизину - на 9,5 % (табл 3) Перевариваемость крекера «Презент» системой пепсин - трипсин выше, чем у крекера «Презент» на 7,6 % за счет содержания натурального обогатителя, перевариваемость которого к исходному тирозину составляет 96,1 - 93,5 %

Таблица 3

Биологическая ценность крекера__

Крекер «К завтраку» Крекер «Презент»

Показатели Содержание Скор Содержание Скор

аминокислоты, аминокис- аминокислоты, амино-

мг/100 г продукта лоты, % мг/100 г продукта кислоты, %

Валин 312 91,4 490 79,2

Изолейцин 344 104,3 502 Г со "со

Лейцин 680 111,9 944 95,1

Лизин 200 44 2 495 51 8

Метнонин+цистин 240 97 9 370 89 1

Греонин 216 75,5 362 67 4

Триптофан 80 97 0 183 83 8

Фенипаланин+тирозин 601 121.4 972 100 4

КРАС % - 48 8 29 6

Биологическая ценность % 51 2 70 4

Согласно расчетам, степень удовлетворения формуле сбалансированного питания по основным пищевым веществам при употреблении 100 г крекера «Презент» составляет: в белке - 19,3 %, углеводах - ¡8,!, жирах - 17,8, железе - 11,4 %, кальции — 2,6, фосфоре - 11,1, витаминах В| —9,3, В; - 4,9 %.

Глава 6, Разработка технологии бисквита с нетрадиционным сырьем.

Снижение массовой доли крахмала в бисквите позволит приблизить соотношение основных пищевьгс веществ белки : углеводы — 1 : 5,9 к рекомендуемому формулой сбалансированного питания - 1 : 4. В этом случае необходимо заменить сухим белковым полуфабрикатом около 68 - 72 % крахмала и рецептуре бисквита № 1. Роль обогатителя в бисквитном тесте аналогична роли крахмала - предот вращение образования клейковины.

Для определения влияния этой дозировки на технологический процесс сухой белковый полуфабрикат вносили при сбивании яично-сахарной массы в количестве, обеспечивающем замену 60, 70 и 80 % крахмала (пробы 2, 3 и 4 соответственно). В качестве контроля брали бисквит по традиционной рецептуре № 1 (проба I).

Установлено, что процесс пенообразования с сухим белковым полуфабрикатом, обеспечивающим замену 60 - 70 % крахмала (пробы 2 и 3), интенсифицировался: удельный объем воздушной фазы новой массы увеличивался

на 3,6 - 9,1 %, а теста - на 8,7 - 17,4 % по сравнению с контролем. Положительное влияние обогатителя на процесс пенообразования обусловлено ио-верхностно-активными свойствами его белковых веществ (аминокислот, пептидов, пол и пептидов), взаимодействующих с яичными белками и адсорбирующихся на поверхности раздела фаз газ-жидкость, повышая прочность межфазного слоя и предотвращая коалесценцию пузырьков воздуха. Доля отстоявшейся жидкой фазы пены через 3 ч после сбивания в опытных пробах 2, 3 и 4 уменьшалась в 1,1 — 1,5 раза по сравнению с контролем, время начала расслоения пены увеличивалось соответственно с 6 до 25 - 32 мин.

Установлено, что увеличение дозировки сухого белкового полуфабриката сначала приводит к росту дисперсности пены (пробы 2 и 3), а при дальнейшем увеличении снижает ее (проба 4) (рис. 6).

12 3 4

Рис. 6. Микроструктура яично-сахарной {1 - проба 1 (контроль)) и яичко-сахаро-белковой масс (2. 3,4 - пробы, приготовленные с 60, 70 и Я0 %-ной заменой крахмала соответственно^

J

В пробах 2 и 3 содержание больших и средних пузырьков воздуха (размером более 15 мкм) уменьшалось, а малых (размером до 15 мкм) - увеличивалось (рис 7) При замене 80 % крахмала на сухой белковый полуфабрикат процесс ценообразования затруднялся вследствие повышения вязкости массы

Средний диаметр пузырьков мкм Средний диаметр пузырьков мш

а) б)

Рис 7 Дифференциальная (а) и интегральная (б) кривые распределения

пузырьков по размерам 1 - проба 1 (контроль), 2,3,4 - пробы, приготовленные с 60,70 и 80 %-ной заменой крахмала соответственно

Таким образом, наилучший результат достигался при замене 70 % крахмала на обогатитель по органолептическим показателям бисквит не уступал контролю, а по физико-химическим превосходил его по удельному объему- на 15,9 %, пористости - на 3 %, биологической ценности -на 5,4 % Содержание усвояемых углеводов в бисквите снижено на 9,2 %, а белка - увеличено на 32,7 % по сравнению с контролем Соотношение основных пищевых веществ белки углеводы приближено к оптимальному - 1 4, рекомендуемому для людей, занятых трудом средней тяжести, энергетическая ценность снижена на 4,5 %

Дальнейшие исследования были направлены на модификацию традиционной технологии получения бисквитных масс путем замены части яйцепродуктов сухим белковым полуфабрикатом, позволяющей снизить массовую долю холестерина в готовых изделиях

Для определения рациональной дозировки сухого белкового полуфабриката его вносили в яично-сахарную массу в количестве, обеспечивающем замену 18, 20 и 22 % меланжа (к массе меланжа, предусмотренного рецептурой) - пробы 2', 3' и 4' соответственно В качестве контроля брали бисквит по традиционной рецептуре № 1 (проба 1)

Значения удельного объема воздушной фазы яично-сахаро-белковой массы и теста у контроля (проба 1) и пробы 3 идентичны 55 и 23 % соответственно У проб 2'и 4' эти показатели несколько ниже Начало расслоения яично-сахаро-белковой массы увеличивалось пропорционально повышению дозировки сухого белкового полуфабриката

Микроскопированием образцов яично-сахарной (проба 1) и яично-сахаро-белковой масс (пробы 2', 3' и 4') выявлено, что при замене 18 % меланжа на сухой белковый полуфабрикат содержание пузырьков размером до 15 мкм увеличивается на 20 % по сравнению с контроаем, при замене 20 % меланжа дисперсность пены близка к дисперсности контрольной пробы, а при замене 22 % меланжа содержание в пене более крупных пузырьков размером 15-35 мкм повышается на 23 %

При наличии стабилизатора в пенообразующей системе критическая концентрация мицеллообразования снижается Это и объясняет возможность замены 18 - 20 % меланжа с получением яично-сахаро-белковой массы и теста, близких по качеству к контролю Стабилизирующая способность сухого белкового полуфабриката обусловлена высоким содержанием в нем диамино- и аминодикарбоновых кислот, которые могут участвовать в построении комбинированных мицелл, концентрируясь на их поверхности или в поверхностном стое пленок При этом повышается вязкость и структурно-механическая прочности пленок, уменьшается скорость и увеличивается продолжительность истечения жидкости из них

Пробы с заменой 18 - 20 % меланжа по органолептическим и физико-химическим показателям не уступали контрольной Поверхность и форма выпеченных бисквитов была гладкая, без подрывов, пористость равномерная, тонкостенная, цвет мякиша белый с желтоватым оттенком, вкус и запах - свойственные данному виду изделий, без посторонних Значения пористости и удельного объема бисквитов в опытных пробах были практически идентичными контролю, содержание холестерина снижено на 17,8 - на 19,9 %

ВЫВОДЫ

На основании результатов исследований разработаны и теоретически обоснованы технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биопогической ценности с применением сухого белкового полуфабриката

1 Научно и экспериментально обоснован выбор обогатителя хлебобулочных изделий - сухого белкового полуфабриката с содержанием белковых веществ 86 %, массовой долей влаги 4,7 % и биологической ценностью 85 %

2 Разработаны рецептура и технология хлебобулочных изделий «Золотинка» с сухим белковым полуфабрикатом в комплексе с аскорбиновой кислотой, ферментным препаратом Липопан Ф и пищевой добавкой «Лизин гидрохлорид», при этом мякиш изделий осветляется, удельный объем увеличивается на 30,0 %, пористость - на 8,6 %, скор по лизину повышается на 13,3 %, биологическая ценность - на 11,6 %, замедляется процесс черствения готовых изделий (патент РФ № 2246217) Скорректированы технологические параметры и аппаратурно-технологическая схема приготовления теста

3 Со вданы хлебобулочные изделия «Торопыжка» с 6 % сухого белкового полуфабриката и 10 % фасолевой муки к общей массе муки в тесте с развитой, равномерной, тонкостенной пористостью, повышенными удельным объемом (на 15,5 %) и пористостью (на 11,4 %) и улучшенной биологической ценностью (на 15,4 %)

4 Разработаны технологические аспекты приготовления крекера «Презент» с применением 7 % сухого белкового полуфабриката в качестве пластификатора теста взамен химического реагента - пиросульфи-та натрия Продукт характеризуется более выраженным ароматом, повышенной биологической ценностью (на 19,2 %) и улучшенной перева-риваемостью in vitro (на 7,6 %)

5 Разработаны рецептура и технология бисквита «Золотинка» (патент РФ № 2289252) со сбалансированным соотношением белков и уг-теводов (1 4) и бисквита «Поэма» с пониженным содержанием холестерина (на 17,8 - 19,9 %) (патент РФ № 2285414)

6 Разработаны проекты нормативной документации на новые изделия Результаты исследований прошли производственные испытания в условиях ОАО «Лиски-Хлеб» (г Лиски), ОАО Хлебозавод № 2» (г Воронеж), ОАО «Крекер» (г Воронеж)

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Рябикина, Ю Н Применение остаточных ресурсов мясной промышленности в технологии хлеба [Текст]/ Ю Н Рябикина, Л П Пащенко, В Л Пащенко// Рациональное питание пищевые добавки и биостимуляторы -2004 -№ 3 -С 55-57

2 Пащенко, Л П. Новое в технологии хлеба с сухим белковым полуфабрикатом из кости [Текст]/ Л П Пащенко, Ю Н Рябикина, И А Никитин, М Л Файьишевский// Хранение и переработка сельхозсырья - 2004 - № 8 -С 55-58

3 Пащенко, Л П Применение термогравиметрического метода анализа при оценке черсгвения хлеба с сухим белковым полуфабрикатом [Текст] тез докл / Л П Пащенко ЮН Рябикина// Материалы всероссийской науч-

но-технической конференции - выставки «Высокоэффективные пищевые технологии методы и средства для их реализации Москва МГУПП 19-20 октября 2004 г - Ч 1 - С 82-84

4 Пащенко, JI П Перевариваемость хлеба с сухим белковым полуфабрикатом из кости [Текст] тез докл / Л П Пащенко, Ю Н Рябикина// Материалы международной конференции «Наука на рубеже тысячелетий», Тамбов, 2004 - С 296 - 297

5 ФаПвншевский, М Л Белковые компоненты кости в продуктах питания [Текст]/ М Л Файвишевский, Л П Пащенко, 10 Н Рябикина, И А Никитин// Все о мясе - 2005 - № 1 - С 22-24

6 Пащенко, Л П Белковые добавки из вторичного сырья мясной промышленности [Текст]/ Л П Пащенко, Ю Н Рябикина, В Л Пащенко// Мясная индустрия - 2005 - № 10 - с 31-33

7 Пащенко, Л П Хлебобулочные изделия повышенной биологической ценности [Текст] тез докл / Л П Пащенко, 10 Н Рябикина, И В Матвеева// Материалы III Московского международного Конгресса «Биотехнотогия состояние и перспективы развития», Москва, 14 - 18 марта 2005 г - М, 2005 -С 142-143

8 Пащенко, Л П Особенности технологии пшеничного хлеба с нетрадиционными белковыми добавками [Текст] тез докл / Л П Пащенко Ю Н Рябикина// Материалы XLIII отчетной научной конференции за 2004 г -Воронеж ВГТА -2005 -Ч 1 -С 118

9 Пащенко, Л П Производство и применение пищевых компонентов кости [Текст] тез докл / ЛII Пащенко, Ю Н Рябикина, МЛ Файвишевский// Про-1рамма 1 матер1али 71-1 науково1 конференцп молодих вчених, асшрантт i сту-дентщ «Науков1 здобутки молод1 - вирииеншо проблем харчувания людства у XXI CToniTTi», 18-19 кв1тня 2005 р - У 2 ч - К НУХТ, 2005 - Ч 2 - С 28 - 29

10 Пащенко, Л П Применение сухого белкового полуфабриката в технотогии бисквита [Тексг] тез докл / ЛП Пащенко, ЮН Рябикина// Материалы III Юбилейной международной выставки-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии методы и средства для их реализации», Москва, 2005 г - с 65-67

11 Пащенко, Л П Сухой белковый полуфабрикат как заменитель яй-цепрод>ктов в производстве бисквита [Текст]/ Л П Пащенко, Ю Н Рябикина В Л Пащенко, М Л Файвишевский// Хранение и переработка сельхоз-сырья -2006 -№10 - с 69-70

12 Пащенко, Л П Разработка технологии бисквитов с сухим белковым полуфабрикатом [1екст] тез докл/ ЛП Пащенко ЮН Рябикина// Ма1ериалы XLIV отчетной на)чной конференции за 2005 г - Воронеж BI ГА - 2006 -Ч 1 -С 93-94

13 Пащенко, Л П Модификация технологии хлеба с белковыми ю-бавками [Тексг] тез док i /' Л П Пащенко, Ю Н Рябикина С Н Чеснокова// Ма1сриалы общероссийской конференции молодых ученых с международ-

ным участием «Пищевые технологии», Казань КГТУ 30 мая 2006 г - Казань, 2006 -с 214-216

14 Пащенко, JI П Исследование влияния белкового обогатителя на аромат крекера [Текст] тез докл / ЛП Пащенко, Ю Н Рябикина, T С Елисеева, В Л Пащенко//Фундаментальные исследования -2006 -№6 - С 100-101

15 Пащенко, Л П Характеристика белкового обогатителя и его роль в технологии крекера [Текст] тез докл / Л П Пащенко, Ю Н Рябикина// Материалы V Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», Москва, МГУПБ -2006 - С 197-109

16 Пащенко, Л П Интенсификация жизнедеятельности дрожжевых клеток в тс стс, содержащем белковые обогатители [Текст] тез докл / ЛII Пащенко, Ю Н Рябикина// Материалы IV Московского международного конгресса «Биотехнология состояние и перспективы развития», Москва, 12 - 16 марта 2007 i - М , 2007 - С 209

17. Паг. 2246217 Российская Федерация, МПК7 А 21 D 8/02, 2/34, 8/04 Способ приготовления хлебобулочных изделий «Золотинка» [Текст]/ Пащенко Л П Рябикина IO Н, Никитин И А , Бобрешова О В , Кулинцов П И, заявитель и патентообладатель ГОУ Воронежская государственная технологическая академия -№ 2003113009, заявл 07 05 2003, опубл 20 02 2005,Бют №5

18 Пат 2285414 Российская Федерация, МПК7 A21D 13/08 Способ приготовления бисквитного полуфабриката [Текст]/ Пащенко Л П, Рябикина Ю Н , Капранчикова Е В , Пащенко В Л , заявитель и патентообладатель ГОУ Воронежская государственная технологическая академия - № 2005107201, заявл 15 03 2005 опубл 20 10 2006,Бюл №29

19 Пат 2289252 Российская Федерация, МПК7 A21D 13/08 Способ приготовления бисквитного полуфабриката [Текст]/ Пащенко Л П, Рябикина Ю Н , Капранчикова Е В , Пащенко В Л , заявитель и патентообладатель ГОУ Воронежская государственная технологическая академия - № 2005107200, заявл 15 03 2005, опубл 20 12 2006, Бюл № 35

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность за помощь при выполнении диссертационной работы чл-кор PIL4, дтн проф МЛ Файвишевскому

Подписано в печать 12 04 07 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Гарнитура Тайме Ризография Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ N¡182.

I ОУ ВПО «Воронежская государственная технспогическая академия» (ВГТА) Отдет полиграфии ГОУ ВПО «ВГТА» Адрес академии и отдепа полиграфии 394000 Воронеж пр Революции, 19

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОВЫШЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ

ПРОДУКТОВ - ПУТЬ К ЗДОРОВОМУ ПИТАНИЮ НАСЕЛЕНИЯ.

1.1. Роль хлебобулочных и мучных кондитерских изделий в питании населения Российской Федерации.

1.2. Белоксодержащие добавки из остаточных продуктов мясной промышленности.

1.3. Сухой белковый полуфабрикат: получение, состав, свойства и применение.

1.4. Белоксодержащие добавки и мука из бобовых культур в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий

1.5. Лизин гидрохлорид - ценная добавка в технологии хлебобулочных изделий.

Актуальность работы. В соответствии с «Концепцией государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г.», здоровье человека объявлено важнейшим приоритетом государства и на питание возложена не только функция удовлетворения физиологических потребностей человека, но и выполнения профилактических и лечебных мероприятий. Перед работниками пищевой промышленности поставлена задача увеличения доли продуктов массового потребления с высокой пищевой и биологической ценностью, обогащенных белком, витаминами и минеральными веществами до 20 - 30 % от общего объема выпуска [61, 64]. Данные положения получили продолжение и развитие в рамках разработанной Общероссийской общественной организацией «Лига здоровья нации» концепции «Здоровье нации», которая нашла отражение в приоритетных национальных проектах «Здоровье» и «Образование» [173].

Важность проблемы питания населения обусловлена тем, что здоровье человека и нации в целом в значительной мере определяется рационом питания. В последние десятилетия структура питания населения России характеризуется дефицитом полноценных белков, минеральных веществ и витаминов и избытком легкоусвояемых углеводов и жиров, что не соответствует основным принципам сбалансированного питания.

Применение в хлебопекарной и кондитерской промышленности обогатителей из нетрадиционного, в том числе вторичного, сырья позволяет не только повысить пищевую ценность хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, интенсифицировать технологический процесс, добиться экономии ресурсов, но и придать изделиям диетическую и лечебно-профилактическую направленность.

Актуальность решения поставленной задачи очевидна и определенная роль в ее реализации принадлежит сухому белковому полуфабрикату из костной ткани крупного рогатого скота. О целесообразности его применения в производстве продуктов питания свидетельствуют труды M.JI. Файвишевского, В.М. Зацерковного, Т.Н. Лисиной, Т.Г. Гельдыш и др. [24,152,153].

Работа выполнена в рамках НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронежской государственной технологической академии «Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке сельскохозяйственного растительного сырья» (№ г.р. 01970008815, 2004-2007 гг.).

Цель диссертационной работы: разработка технологий хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности с применением сухого белкового полуфабриката, их научное и практическое обоснование.

Основные задачи, которые необходимо было решить при выполнении исследований:

- провести анализ данных по применению ряда белковых обогатителей животного происхождения и некоторых пищевых добавок в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий;

- обосновать и экспериментально доказать целесообразность применения сухого белкового полуфабриката в качестве обогатителя в технологии хлебобулочных изделий;

- разработать рецептуры и технологии хлебобулочных изделий с сухим белковым полуфабрикатом и обосновать необходимость применения аскорбиновой кислоты, ферментного препарата Липопан Ф, пищевой добавки «Лизин гидрохлорид»; определить технологические аспекты применения фасолевой муки в композиции с сухим белковым полуфабрикатом для улучшения качества продукции, биологической ценности и продления сроков сохранения ее свежести; скорректировать аппаратурно-технологические схемы участков приготовления теста для хлебобулочных изделий;

- обосновать применение сухого белкового полуфабриката в качестве натурального пластификатора теста в технологии крекера;

- разработать рецептуры и технологии бисквитов с сухим белковым полуфабрикатом со сбалансированным соотношением основных пищевых веществ и с пониженным содержанием холестерина;

- разработать проекты нормативной документации, провести производственную проверку исследований.

Методы исследования: аналитические, физические, химические, биохимические и микробиологические традиционные и оригинальные; методы планирования эксперимента и математической обработки экспериментальных данных.

Научная новизна. Теоретически обоснованы закономерности взаимодействия белковых компонентов пшеничной хлебопекарной муки и сухого полуфабриката, определены зависимости технологических свойств хлебопекарных полуфабрикатов от его содержания в них и выявлена роль аскорбиновой кислоты, ферментного препарата Липопан Ф и пищевой добавки «Лизин гидрохлорид» в обеспечении качества хлебобулочных изделий повышенной биологической ценности и продлении сроков их хранения.

Установлен характер изменения реологических свойств крекерного теста от массовой доли в нем сухого белкового полуфабриката - заменителя химического реагента-пластификатора пиросульфита натрия.

Выявлен механизм действия белкового обогатителя на процесс пенооб-разования, закономерности изменения свойств (плотности, дисперсности, вязкости, устойчивости) яично-сахаро-белковой массы и бисквитного теста. Установлена зависимость показателей качества бисквита и его белково-углеводного состава от массовой доли сухого белкового полуфабриката.

Практическая значимость работы: разработаны рецептуры и технологии хлебобулочных изделий с применением сухого белкового полуфабриката в комплексе с улучшителем окислительного действия, ферментным препаратом липолитического действия, лизинсодержащей пищевой добавкой, а также в композиции с мукой бобовых, позволяющие повысить биологическую и пищевую ценность продукции, улучшить показатели ее качества и продлить сроки хранения. Исключен из технологии крекера химический пластификатор пиросульфит натрия. Предложены мучные кондитерские изделия типа бисквит, сбалансированные по белково-углеводному составу и с пониженным содержанием холестерина. Разработаны проекты нормативной документации на хлебобулочные изделия «Золотинка» и «Торопыжка», крекер «Презент», бисквиты «Золотинка» и «Поэма».

Реализация результатов работы:

- разработан способ приготовления хлебобулочных изделий «Золотин-ка» с сухим белковым полуфабрикатом, аскорбиновой кислотой, ферментным препаратом Липопан Ф и пищевой добавкой «Лизин гидрохлорид» (патент РФ № 2246217); проведена его промышленная апробация на ОАО «Лиски-Хлеб» (акт производственных испытаний от 15.05.2006 г.);

- разработаны технологические аспекты по применению фасолевой муки и сухого белкового полуфабриката в приготовлении хлеба «Торопыжка» (заявка на патент № 2006110592, приоритетная справка от 04.04.2006 г.); проведена промышленная апробация его производства на ОАО «Лиски-Хлеб» (акт производственных испытаний от 15.05.2006 г.);

- разработан способ приготовления крекера «Презент» с сухим белковым полуфабрикатом (заявка на патент № 2006108028, приоритетная справка от 16.03.2006 г); проведена промышленная апробация его производства на ОАО «Крекер» (г. Воронеж) (акт производственных испытаний от 09.06.2006 г.);

- разработан способ приготовления бисквитов «Золотинка» со сбалансированным составом белков и углеводов (патент РФ № 2289252) и «Поэма» с заменой части меланжа куриных яиц на сухой белковый полуфабрикат (патент РФ № 2285414); проведена промышленная апробация их производства на ОАО «Хлебозавод № 2» (акты производственных испытаний от 06.02.2007 г.).

- исследованы органолептические и физико-химические показатели качества новых изделий, их аминокислотный состав, биологическая ценность, усвояемость и сбалансированность по белково-углеводному составу.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических симпозиумах, конгрессах, международных и всероссийских конференциях: II Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности», посвященной 100-летию заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, профессора Попова Владимира Ильича (г. Воронеж, 2004 г.) - очно; III и IV Московских международных Конгрессах «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (г. Москва, 2005, 2007 гг.) - очно; на региональных и отраслевых конференциях, конференциях преподавательского состава и научных работников ВГТА: отчетных научных конференциях ВГТА (г. Воронеж, 2004 - 2007 гг.) - очно; Межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (г. Казань, 2006 г.) - заочно.

Разработки экспонировались на научно-технических выставках и награждены дипломами:

- 19-й, 20-й, 21-й и 22-й межрегиональных выставках «ПРОДТОРГ» (г. Воронеж, 2004 - 2006 гг.) - дипломы «За разработку хлебобулочных изделий «Золотинка» повышенной пищевой ценности»; «За разработку оригинальной рецептуры бисквита «Золотинка»; «За создание мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности на основе перепелиных яиц и с сухим белковым полуфабрикатом»; «За создание изделий повышенной пищевой ценности с применением фасолевой муки и продуктов переработки расторопши»;

- Н-ой Всероссийской выставке-ярмарке научно-исследовательских работ и инновационной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Российской Федерации «ИННОВ-2005» (г. Новочеркасск -ЮРГТУ (НПИ), 19-21 мая 2005 г.) - дипломы за проект «Разработка функциональных хлебобулочных изделий на основе сухих композитных смесей и порошкообразных добавок»; «Разработка хлебобулочных изделий с применением продуктов переработки животноводческого сырья и биоактивированного зерна»;

- выставке «Кадры и инновации для пищевой и химической промышленности», посвященной 75-летию Воронежской государственной технологической академии (г. Воронеж, 20-21 октября 2005 г.) - диплом за проект «Разработка хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности с применением нетрадиционного сырья»;

- 11-й межрегиональной агропромышленной выставке «Агропром» (г. Воронеж, 24 - 26 мая 2006 г.) - диплом «За разработку рецептуры крекера «Презент» с натуральным пластификатором теста».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 5 статей, из них 4 в реферируемых журналах, 11 тезисов докладов, 3 патента РФ.

Заключение

Производственные испытания подтвердили результаты лабораторных исследований, доказали возможность и целесообразность внесения сухого белкового полуфабриката взамен 70 % картофельного крахмала в рецептуре бисквита № 1 с точки зрения повышения удельного объема, биологической и пищевой ценности и снижения энергетической ценности за счет увеличения содержания белка и микронутриентов.

На основании производственных испытаний рекомендуется оформление нормативной документации на бисквит «Золотинка» и внедрение в производство на хлебозаводах и минипекарнях.

Представители от ОАО «Хлебозавод № 2»: Заместитель генерального директора по производству инженер-технолог ■

Представители от ВГТА: д.т.н., профессор аспирант студент студент

В.Г. Лоскутова Л.В. Принева

Л.П. Пащенко Ю.Н. Рябикина Я.П. Коломникова В.Л. Пащенко