автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии производства кексов и маффинов с использованием крахмалосодержащего сырья

На правах рукописи

ГУ

БАДАЕВА ЕЛЕНА ВАЛЕРЬЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КЕКСОВ И МАФФИНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩЕГО

СЫРЬЯ

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

1 7 ОКТ 2013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

005535018

Работа выполнена в Негосударственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования «Международная промышленная академия»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Краус Сергей Викторович

Официальные оппоненты: Дубцов Георгий Георгиевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», заведующий кафедрой «Технология общественного питания»

Костюченко Марина Николаевна

кандидат технических наук, доцент, заместитель директора по науке ГОСНИИ хлебопекарной промышленности

Ведущая организация: ГНУ НИИ кондитерской промышленности

Защита состоится «01» ноября 2013 года в 13— на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: 109029, г. Москва, ул. Талалихина, Д.31, ауд.36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО имени К.Г.Разумовского

Отзывы отсылать по адресу: 109004, г. Москва, ул. Земляной вал, д. 73

Автореферат разослан: «01» октября 2013 года

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02, кандидат технических наук, доцент

Конотоп Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Стратегией развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской федерации на период до 2020 г., утвержденной Распоряжением правительства РФ от 17 апреля 2012г. № 559-Р, в области кондитерского производства предусматривается повышение качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции.

Мучные кондитерские изделия традиционно любимы населением нашей страны и пользуются большой популярностью.

Рынок мучных кондитерских изделий сегментирован по видам — на нем выделяют печенье, торты и пирожные, пряники и коврижки, вафли, кексы, бабы и рулеты, галеты и крекеры и другие мучные кондитерские изделия.

Мучные кондитерские изделия, к которым относятся маффины и кексы, составляют по объемам продаж - крупнейший сегмент российского кондитерского рынка.

Маффины и кексы давно уже являются одним из наиболее популярных к чаю, завоевавшим свою любовь у российского потребителя благодаря, в первую очередь, доступным ценам и богатству ассортимента.

Производство мучных кондитерских изделий базируется на переработке российских и импортных ингредиентов. В связи с расширением рынка отечественного сырья и появлением инновационных продуктов нового поколения возникают новые возможности развития и внедрения ресурсосберегающих технологий, что является актуальным направлением настоящих научных исследований.

Для обеспечения конкурентоспособности мучных кондитерских изделий не менее актуально расширение ассортимента массовых изделий, отвечающих целям сбалансированного и адекватного питания. Решение этой проблемы возможно путем:

- глубоких исследований традиционных, разработки и внедрения новых технологических процессов, позволяющих интенсифицировать производство, обеспечить высокое качество хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Объектом исследования является изучение технологии кексов и маффинов с использованием экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта (ЭПМ).

Предметом исследования является ЭПМ, полученная интенсивным барогидротермическим воздействием на муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта, приводящим к различным по глубине изменениям составных частей муки.

Целесообразность использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта высшего сорта обусловлена возможностью повышения стабильности качества кексов и маффинов, увеличением выхода готовых изделий, улучшением внешнего вида продуктов и продленем срока годности изделий.

Существенный теоретический и практический вклад в совершенствование технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий посредством использования новых видов сырья внесли своими исследованиями такие ученые, как Т.Б. Цыганова, J1.H. Казанская, И.В. Матвеева, Л.П. Пащенко, C.B. Краус, O.A. Ильина, A.C. Романов и др., в области экструзионной технологии и использования продуктов ее переработки — В.Д. Малкина, Л.И. Кузнецова, Г.О. Магомедов, А.Н. Остриков и др.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка технологии производства кексов и маффинов с использованием крахмалосодержащего сырья, позволяющая интенсифицировать традиционные технологии, расширить ассортимент и повысить качество изделий.

Для достижения поставленной цели был очерчен следующий круг задач:

* определить параметры экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для производства кексов и маффинов;

« изучить влияние экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего

сорта на реологические свойства теста; F> установить дозировку экструдата муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта в составе мучной основы рецептурной смеси для производства кексов и маффинов;

* изучить влияние экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на физико-химические свойства теста для кексов и маффинов;

* разработать рецептуры кексов и маффинов с использованием экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта, с целью получения продукции с лучшими органолептическими, физико-химическими и микробиологическими показателями;

* обосновать увеличение сроков годности кексов и маффинов , содержащих экструдированную муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта ;

« провести опытно-промышленную апробацию и внедрение предлагаемой технологии производства кексов и маффинов. Разработать технологическую документацию на новую продукцию;

* рассчитать себестоимость и экономический эффект от внедрения экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для производства кексов и маффинов.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Научное обоснование использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта в технологии производства кексов и маффинов.

2. Рациональные параметры получения ЭПМ.

3. Результаты органолептической, физико-химической и дегустационной оценки кексов и маффинов.

Научная концепция. В основу решения задач совершенствования технологии мучных кондитерских изделий положен научный подход, основанный на подборе крахмалосодержащего сырья, подбор рациональных параметров его получения, изучение свойств, обеспечивающих технологический, потребительский и экономический эффект.

Научная новизна работы заключается в теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных исследованиях технологии мучных кондитерских изделий с использованием крахмалосодержащего сырья.

Показана возможность использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для получения мучных кондитерских изделий (кексов и маффинов). Определены рациональные параметры экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на основании изучения зависимости содержания водорастворимых веществ в муке от исходной влажности сырья, температуры экструдирования и скорости вращения шнека.

На основе сравнительного исследования реологических свойств теста выявлена более высокая водопоглотительная способность ЭПМ, что обеспечивает влагоудерживающую способность готовых мучных кондитерских изделий.

Обоснован состав мучной основы рецептурной смеси для производства кексов и маффинов па основе исследования ее физико-химических показателей.

Выявлено влияние ЭПМ на влажность и плотность теста для кексов и маффинов и обосновано увеличение выхода готовой продукции.

Научно обоснована рецептура мучных кондитерских изделий с экструдированной мукой пшеничной хлебопекарной высшего сорта на основе изучения органолептических, физико-химических показателей и дегустационной оценки изделий.

Получены новые научные данные при изучении изменения влаги в процессе хранения маффинов методом ЯМР-релаксации. Этим методом исследовано состояние воды в маффинах, что позволило сделать вывод о наличии 2-ух фракций воды, условно отнесенной к внутриклеточной и межклеточной. Их суммарное изменение отражает уменьшение воды в маффинах при хранении, что послужило основанием для увеличения срока годности изделий.

Практическая значимость. На основании научных исследований установлены режимы экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для производства кексов и маффинов, позволяющие найти рациональные параметры для получения муки с максимальным содержанием водорастворимых веществ - 17,58%:

- определена рациональная дозировка ЭПМ в составе мучной смеси для производства кексов и маффинов, которая составляет - 10,0%;

- обоснована технология производства кексов и маффинов с наилучшими показателями с использованием экструдата;

- продлены сроки годности до 10 суток;

подтверждена экономическая эффективность, использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для технологии производства кексов и маффинов. Ожидаемый экономический эффект от внедрения данной технологии при производстве 1 тонны продукции в месяц составит 1,13 млн. рублей в год.

По результатам исследований разработана, согласована и утверждена техническая документация на кексы и маффины с использованием экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта: ТУ 9136-003-

75284943-12 «Кексы и маффины», ТИ 9136-003-75284943-12, РЦ 9136-001-01275284943-12. Результаты исследований апробированы и внедрены в условиях промышленного производства на ООО «Восход Столица» (МО, г. Мытищи, ул. Силикатная 53, корпус 1).

Апробация работы. Результаты и основные положения исследований были доложены и обсуждены на восьмой международной конференции «Торты. Вафли. Печенье. Пряники» (Москва, 2012), на международной конференции по крахмалу (Москва-Краков, 2012), на седьмой международной конференции «Масложировой комплекс России» (Москва, 2012), новые аспекты развития на пятом международном Хлебопекарном Форуме (Москва, 2012).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, экспериментальной части, расчета экономической эффективности, выводов, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на страницах основного текста и приложений, включая 27 таблиц и 24 рисунка. Список литературы содержит 215 источников российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Обзор литературы

В обзоре научно-технической литературы рассмотрена одна из тенденций рынка мучных кондитерских изделий - это изыскание новых видов сырья, обладающих необходимыми технологическими свойствами, богатым химическим составом. Обоснован выбор объекта исследования. Обобщен комплекс процессов, происходящих с хлебопекарной пшеничной мукой высшего сорта в процессе экструдирования. Рассмотрены теоретические аспекты процесса производства кексов и маффинов, вопросы экструдирования, виды экструдеров.

Дан обзор промышленных технологий экструдирования, рассмотрены отдельные стадии технологических процессов экструзии. Представлены данные, подтверждающие перспективность использования экструдатов при производстве мучных кондитерских изделий.

На основе проведенного анализа сформулированы цели и задачи исследования.

2. Объекты и методы исследований

При проведении исследований использовались следующие виды сырья: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта по ГОСТ Р 52189; сахар-песок по ГОСТ 21; пудра рафинадная по ГОСТ 22; масло сливочное по ГОСТ Р 52969, молоко цельное, творог 18,0% жирности по ФЗ «Технический регламент на

молоко и молочную продукцию» от 12 июня 2008г №88; яичный меланж по ГОСТ 1500, соль поваренная пищевая по ГОСТ Р 51574; натрий двууглекислый по ГОСТ 2156, ароматизаторы пищевые по ГОСТ Р 52177, вода питьевая по СанПиН 2.1.4.1074.

Анализ качества сырья производили по общепринятым методикам.

Влажность муки пшеничной хлебопекарной определяли по ГОСТ 9404, титруемую кислотность по ГОСТ 27493, количество и качество клейковины по ГОСТ 27839, белизну по ГОСТ 26361, крупность муки по ГОСТ 27560. Экструдированную муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта анализировали по органолептическим показателям по ГОСТ 15113.3, влажность — по ГОСТ 13856.5, кислотность — по ГОСТ 15113.5, массовую долю жира по ГОСТ 29177, содержание водорастворимых веществ определяли методом Шоха, набухаемость по ТУ 18 РСФСР 406, белки по Къельдалю (ГОСТ 10846), крахмал — поляриметрически по Эверсу на поляриметре СУ-4 (ГОСТ 10845), моно- и дисахариды по ГОСТ 29033; клетчатку - по Ганнебергу-Штоману (ГОСТ 13496.2); аминокислотный состав на хроматографе «Милихром 4» производства НПО «Научприбор» (г. Орел).

Органолептические показатели готовых кексов и маффинов определяли по ГОСТ 5897, влажность по ГОСТ 5900, щелочность по ГОСТ 5898, массовую долю золы по ГОСТ 5901-87.

Микробиологические исследования проводили в соответствии с требованиями следующих документов: количество мезофнльно-аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов по ГОСТ 10444.15-944, дрожжи и плесени по ГОСТ 10444.12-88.

Исследования состояния воды в пищевых продуктах проводилось методом ЯМР релаксации.

Подвижность протонов воды в маффинах в зависимости от водной активности aw (отношение давления водных паров в веществе к предельному давлению при этой температуре) исследовалась методом (КПМГ) многоимпульсная последовательность Карра-Персела-Мебиума-Гилла. Определять количество ядер с той или иной подвижностью для быстрорелаксирующих протонов (микросекундная область) в маффинах исследовали методом спада индуцированного сигнала (СИС эксперимент).

Полученные кривые спада намагниченности анализировались с помощью программы MULTIT2 (Брукер) с использованием мультиэкспонентной модели для подвижных протонов и функции Гаусса для протонов твердой фазы.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

3. Результаты исследований и их анализ

Исследования проводились на кафедре технологии пищевых производств Международной промышленной академии, в лабораториях ОАО Мелькомбината №3 (г. Москва) и Института химической физики PAII им. H.H. Семенова, ВНИИ крахмалопродуктов, в технологическом центре ООО «ИРЕКС».

Производственные испытания и внедрение осуществлялись в условиях ООО «Восход Столица» (г. Мытищи, Московская область).

3.1 Определение рациональных параметров экструдирования пшеничной муки хлебопекарной высшего сорта

Экструдирование муки пшеничной хлебопекарной проводили на одношнековом пресс-экструдере КМЗ-2У. Рекомендуемая технологическая схема производства экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта

из муки хлебопекарной пшеничной высшего сорта на основе серийно выпускаемого промышленного оборудования приведена на рисунке 2.

ЭЗ

■да!

' J /U.

А: i4 «tot с кув: ;<| ?

Ддофне

lija.it«.« !*> :иу

VAiKK mw/titu:

А

И

ар

ь

л.

«:•)'<: гмэха xjjjjrc

Рисунок 2 - Аппаратурно-технологическая схема производства ЭПМ 1 - растариватель мешков; 2 - бункер накопительный для хранения муки;

3 - просеиватель для муки; 4 - дозатор весовой; 5 - увлажнитель; 6 - экструдер;

7 - кулер; 8 - фасовочно-упаковочный аппарат

Мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта растаривается в бункер накопитель (2), просеивается (3), взвешивается (4), предварительно увлажняется (5) и подается на экструдирование в пресс-экструдер (6). Шнеки со скоростью вращения 65 мин"' транспортируют смесь в зону диспергирования, где она интенсивно измельчается и нагревается под давлением. Вследствие этого крахмал желируется. В зоне вакуумирования экструдера с помощью специального устройства излишек влаги удаляется до необходимого влагосодержания (примерно с 16 до 14 %). В это же время температура продукта понижается. Экструдированная пшеничная хлебопекарная мука высшего сорта охлаждается в кулере (7) и упаковывается на фасовочно-упаковочном автомате (8).

При определении рациональных технологических параметров экструзии получения экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта в качестве объектов исследований были взяты такие параметры как влажность, температура и скорость вращения шнека. Выход процесса оценивали по содержанию водорастворимых веществ в муке.

По результатам предварительных экспериментов и на основании литературных данных были установлены интервалы варьирования выбранных параметров экструзионной обработки для пшеничной муки:

1. Влажность изменяли от 14 до 22%..

2. Температуру обработки изменяли от 140 до 220°С.

3. Интервал варьирования частоты вращения шнека экструдера от 0J до 1,84с"1 .

В качестве критериев процесса были выбраны:

У[ - показатель консистенции продукта, определяющий его товарный вид и структурные свойства;

У2 - содержание водорастворимых веществ в продукте (L),

Показатель консистенции продукта является одним из наиболее традиционных методов определения качества экструдата, но до настоящего времени не разработан стандартный метод его определения. Было предложено определять консистенцию продукта на консистометре Гипплера.

Для исследования влияния параметров экструдирования на выбранные критерии был реализован план полнофакторного эксперимента Таблица 1 - План ПФЭ 23

Факторы Единицы измерения Обозначение факторов Уровни Центр эксперимента Шаг варьирования

нижний верхний

Влажность сырья % X, 14,0 22,0 18,0 4,0

Температура обработки °С Х2 140 220 180 40

Частота вращения шнека с"1 Х3 1,0 1,84 1,42 0,42

Влияние исследуемых параметров экструзионной обработки на консистенцию продукта отражали уравнением регрессии:

Анализ коэффициентов этого уравнения показал, что на консистенцию продукта и, следовательно, на качество его структуры наиболее существенное влияние оказывает эффект полного межфакторного взаимодействия, что подтверждает известное положение о том, что экструзия является процессом комплексного воздействия на материал различных параметров.

Кроме того, подтверждается тесная взаимосвязь таких факторов, как частота вращения шнека и температура, влажность сырья и температура.

Получить уравнение, адекватно описывающее влияние параметров экструдирования на содержание в продукте водорастворимых веществ при данном уровне планирования эксперимента, не удалось. После проведения дополнительной серии опытов зависимость этого показателя от параметров обработки были построены следующие диаграммы (рисунок 3).

Рисунок 3 - Зависимость водорастворимых веществ от параметров обработки

Анализ диаграмм позволяет сделать вывод о том, что для максимального содержания водорастворимых веществ рациональная область параметров обработки будет иметь следующие границы: — влажность сырья 15 -16 %;

— температура обработки 165...18СГС;

— частота вращения шнека, близкая к 2,0 с"1.

Диаграммы также указывают на то, что увеличение частоты вращения шнека нивелируют влияние изменений других, регулируемых параметров.

На основе полученных уравнений при помощи процедуры Бокса-Уилсона была рассчитана программа оптимизации процесса экструдирования пшеничной муки с целью получения экструдата с высоким содержанием водорастворимых веществ. Для этого в ходе выполнения программы оптимизации было принято условие о том, что при параметрах обработки, близких к рациональным, продукт должен удовлетворять следующим требованиям:

— консистенция не менее 0,30 мм/с;

— содержание водорастворимых веществ не менее 15%.

Расход энергии при рациональных режимах экструдирования не должен превышать 180 кВт-ч на 1 т продукта.

Серия опытов, проведенных по составленной программе, позволила определить оптимальные параметры процесса:

— влажность сырья 13,7 %;

— температура обработки 165°С;

— частота вращения шнека 1,86 с"1.

При этом консистенция продукта составила 0,4 мм/с, что говорит о высоком качестве экструдата, а удельный расход электроэнергии — 170 кВт • ч/т -указывает на достаточную экономичность процесса. Кроме того, найденные рациональные параметры удовлетворяют требованию получения продукта с высоким содержанием водорастворимых веществ, составляющим 17,58 %.

3.2 Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на реологические свойства теста

Определение реологических свойств теста из экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта и пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта проводили на фаринографе Brabender и альвеографе Chopin. Результаты исследований представлены на рисунках 4-7 и таблицах 2-3

Вид фаринограмм (рисунки 4,5) и сравнительная оценка реологических свойства ЭПМ и муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта (таблица 2) показывают на 20,0% выше водопоглатительную способность экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта, чем пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта. Время образования тсста с экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта в 2 раза дольше, чем у пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта. Показатель устойчивость теста у экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта почти в 2 раза меньше, чем у пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта, а степень разжижения на 60,0 % больше, что свидетельствует о том, что тесто из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта более длительно сохраняет оптимальные реологические свойства.

Вре мен мак

Рисунок 4 - Фаринограмма замеса теста из экструдированыой пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта

Время, тя

Рисунок 5 - Фаринограмма замеса теста из пшеничной хлебопекарной муки

высшего сорта

Таблица 2 - Сравнительная оценка реологических свойства экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта и пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на фаринографе ВгаЬепс1ег

Наименование муки ВПС муки,% Время образования теста(В),мин Устойчивость теста (С),мин Степень разжижения теста(Е),е.ф.

Экструдированная пшеничная хлебопекарная муки высшего сорта 77,3 5,7 5,9 81

Мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта 60,1 2,3 9,9 51

На основании полученных данных можно предположить, что добавление в тесто экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта скорее всего, обеспечит более высокую водопоглотительнуго способность и удержание

влаги в изделии.

1

е

I

и-

'а

»а

Рис. 6 - Альвеограмма теста из экструдированной пшеничной

хлебопекарной муки высшего сорта

Растяжимость, мм

Рис. 7 - Альвеограмма теста из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта

ржтяжшлость. мм

Таблица 3 - Сравнительная оценка реологических свойств теста из экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта и пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на альвеографе Chopin _

Наименование муки Упругость муки, мм НгО Растяжимость мм Удельная рабочая деформация теста (сила муки), 10E-4J

Экструдированная пшеничная хлебопекарная мука высшего сорта 34 8 14

Пшеничная хлебопекарная мука высшего сорта 93 91 311

Характер альвеограмм (рисунки 6,7) и данные таблицы 3 показывают, что мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта отличается большей упругостью (в 3 раза), растяжимостью (в 11 раз), «силой» (в 20 раз) по сравнению с ее экструдатом. На основании полученных данных, можно предположить, что после экструзионной обработки клейковина муки разрушается, что подтвердили дальнейшие исследования.

3.3 Определение рациональной дозировки экструдата пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта в составе мучной основы рецептурной смеси для производства кексов и маффинов

В исследованиях использовали различные соотношения смеси муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта. В них определяли кислотность, влажность, белизну, количество и качество клейковины. Результаты исследований приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Характеристика смеси муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта_

№ п/п Мука пш. хлебопекарная В.с./ЭПМ, % Кислотность,0 Влажность, % Белизна, усл. ед. прибора Качество сырой клейковины, условные ед. прибора ИДК Массовая доля сырой клейковины,%

1 100,0/0,0 2,2 12,4 56,0 68,7 29,8

2 90,0/10,0 2,6 11,6 54,0 69,4 28,04

3 80,0/20,0 3,0 11,2 36,8 70,4 25,4

4 70,0/30,0 3,4 10,8 29,4 71,9 18,6

5 60,0/40,0 4,4 10,4 19,3 76,6 17,3

Анализируя результаты исследования различных соотношений смеси муки

пшеничной хлебопекарной высшего сорта и ее экструдата можно сделать следующие выводы, что с увеличением процентного содержания экструдата:

- кислотность мучной смеси увеличивается;

- влажность смеси снижается;

- белизна смеси уменьшается;

- происходит ослабление сырой клейковины с 68,7 до 76,6 единиц прибора

ИДК;

- снижается массовая доля сырой клейковины.

3.4 Исследование влияния экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на тесто для кексов и маффинон

Предыдущие исследования показали, что экструдированная пшеничная хлебопекарной мука высшего сорта оказывает существенное влияние на реологические и фикико- химические показатели мучной смеси. В связи с этим, на следующем этапе изучили влияние экструдата на влажность теста для кекса (на примере кекса «Творожного») и маффина (на примере маффина классического).

3.4.1 Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на влажность теста

Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на влажность готового теста с добавлением 10, 20, 30 и 40% экструдата для кекса «Творожного» представлено на рисунке 8.

^ 29,6

10 20 ЭО

Содержание ЭПМ, %

Рисунок 8 - Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на влажность теста для кекса «Творожного»

Из приведенной диаграммы видно, что с увеличением содержания ЭПМ в составе рецептурной смеси влажность теста для кексов уменьшается. Тесто становится более плотным и крепким. Изменив содержание воды в тесте, привели ег о к единой влажности (таблица 5).

Таблица 5 - Изменение содержания воды в тесте кекса «Творожного» при влажности теста 30,0% с использованием различных рецептур мучных смесей

Наименование сырья и параметры процесса Расход сырья, кг

Соотношение муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и ЭПМ Контроль 90:10 80:20 70:30 60:40

Вода питьевая 0,160 0,186 0,209 0,226 0,243

Итого: 12,075 12,261 12,284 12,301 12,318

Выход: 10,000 10,15 10,17 10,19 10,20

Данные таблицы 5 показывают, что с увеличением содержания ЭПМ увеличивается выход готовой продукции.

При изготовлении контрольного образца маффинов вода не использовалась. При замене части муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на экструдат наблюдалась та же зависимость, что и с кексом «Творожным». Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на влажность готового теста для маффина представлено на рисунке 9.

: — 2 1 !

V,, I ] ; [ .

; ; н= } —'— 4= —М ^ !

* ...

Ъ/- > : ТГ | Гу'

; 1 1 | 1.

** : ~Н —1—1-

• м . . ( . м

_____________Саийияваа аш. %__________

Рисунок 9 - Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на влажность маффина классического

При изготовлении образцов с различной рецептурной смесью вода вводилась в тесто. Результаты приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Изменение содержания воды в тесте маффина при влажности теста 36,0% с использованием различных рецептур мучных смесей__

Наименование сырья и параме фы процесса Расход сырья, кг

Соотношение муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и ЭПМ Контроль 95:5 90:10 80:20 70:30 60:40

Вода питьевая - 0,023 0,046 0,072 0,159 0,184

Итого: 11,90 11,923 11,946 11,972 12,059 12,084

Выход: 10,000 10,02 10,04 10,06 10,13 10,15

На основании данных таблицы 6 можно предположить, что с увеличением содержания ЭПМ увеличивается выход маффина.

3.4.2 Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на плотность геста

— это физическая величина, определяемая как отношение массы теста к занимаемому им объёму. Чем выше плотность теста, тем меньше объем готового изделия, плотнее структура мякиша.

Влияние экструдата на плотность теста кекса «Творожного» приведено в таблице 7.

Таблица 7 - Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на плотность теста кекса «Творожного»

Наименование показателя качества теста кекса «Творожного» Соотношение муки и зкструдата, %

Контроль 90:10 80:20 70:30 60:40

Плотность, кх/м 1119,2 1073,39 1137,61 1192,66 1220,18

Таким образом, (таблица 7), можно судить о том, что с увеличением содержания ЭПМ плотность теста кекса «Творожного» увеличивается.

Таблица 8 - Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на плотность теста маффина классического

Наименование показателя качества теста маффина Соотношение муки, %

Контроль 95:5 90:10 80:20 70:30 60:40

Плотность, Кг/м"3 1055,04 1045,06 1018,35 1055,04 1073,40 1100,91

Аналогичные данные получены нами и при изучении плотности теста маффина (таблица 8).

3.5 Выбор состава мучной смеси с использованием экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта для производства кексов и маффинов

Исследовано влияния экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на качество кекса «Творожного» и маффина классического. Для этого были проведены сравнительные пробные выпечки с различным процентным содержанием ЭПМ. Технологическая схема приготовления маффина представлена на рисунке 10.

Соль, ароматизатор.

Размягченное масло Меланж, молоко углеаммошмная соль, сахар-песок

Рисунок 10 - Технологическая схема производства маффина классического

Контрольный образец маффинов производился по классической

рецептуре. Оценка органолептических свойств маффина в зависимости от процентного содержания ЭПМ представлена на рисунке 11.

1 2 3 4 5 6

Рисунок 11 - Результаты пробной выпечки маффина с использованием различного соотношения экструдированной пшеничной хлебопекарной муки

высшего сорта

По результатам протокола дегустационной комиссии от 21.10.2011г. на рисунке 12 представлена профилограмма органолептических показателей маффина.

Маффин классический

Мд.ффи« | классический с добавлением 10% ЭПМ Моффин классический с добавлением 20% ОПМ ■УЬЭ.ффШ ■ классический с добавлением 30% ЭПМ Мзффцн классический с добавлением 40% ЭПМ М?ффин классический с добавление 5% ЭПМ

Рисунок 12 - Профилограмма органолептических показателей маффина

классического

В таблицах 9-10 представлена органолептическая и физико-химических оценка показателей маффина.

___Таблица Органолептические показатели маффина классического_

Наименование показателей 1 2 3 4 5 6

Контроль 90:10 80:20 70:30 60:40 95:5

Запах Свойственный наименованию, без постороннего запаха

Форма Свойственная данному наименованию изделий и соответствующая форме, в которой производилась выпечка

Высота изделия, см 5,2 5,2 4,8 4,7 4,5 4,4

Поверхность Грубый разрыв С трещинами, свойственными состоянию поверхности маффина

Вид в изломе Пропеченное изделие без закала и следов непромеса

Цвет мякиша Светло-желтый Светло-желтый Светло-желтый с кремовым оттенком Светло-желтый с серым отгенком Желто-серый Серый

Вкус Свойственный наименованию, без постороннего привкуса Свойственный наименованию, без постороннего привкуса

Результаты дегустации и органолеитической оценки (таблица 10) маффина классического свидетельствуют о том, что наилучшие результаты достигаются при замене 10,0% муки хлебопекарной пшеничной высшего сорта на экстру дат.

Таблица 10 - Физико-химические показатели маффина классического

Содержание ЭПМ Влажность, % Щелочность, град Массовая доля золы, % Плотность, кг/м3

Контроль 21,0 1,6 0,04 376

5,0% 21,5 1,6 0,04 370

10,0% 22,5 1,6 0,04 360

20,0% 21.5 1,6 0,04 380

30,0% 21,5 1,7 0,04 420

40,0% 22,0 1,7 0,05 435

50,0% 22,5 1,8 0,05 450

Результаты дегустации, органолептической оценки (таблицаЮ) и физико-химические показатели маффина классического свидетельствуют о том, что наилучшие результаты достигаются при замене 10,0% муки хлебопекарной пшеничной высшего сорта на ее экструдат. Образец имеет наибольший объем, наилучшее состояние поверхности и вид в изломе, хорошие органолептические показатели.

Схема технологического процесса производства кекса «Творожного» представлена на рисунке 14.

Контрольного образца изготавливался по стандартной рецептуре.

Оценка органолептических свойств кекса «Творожного» в зависимости от процентного содержания экструдата представлена на рисунке 13.

Рисунок 13 - Кекс «Творожный» с различным процентным содержанием экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта

Соль, ароматизатор,

Размягченное

масло Сахар-песок Творог, меланж углеаммонииная соль

Рисунок 14 - Технологическая схема производства кекса «Творожного»

По результатам протокола дегустационной комиссии от (21.10.2011г.) на рисунке 15 представлена профилограмма органолептических показателей кекса «Творожного».

—1 кек: «Творсжный»

-а-г Кек; «Творсжный» с дсбавлением 1С% ЭПМ

5 Кек: «Творсжный» с дсбавлением 2С% ЭПМ

-4 Кек: «Творсжный» с дсбавлением ЗГ% ЭПМ

__5 Кек: «Творсжный» сдс6авлением4С%эпм

Форма 5

Рисунок 15 - Профилограмма органолептических показателей кекса «Творожного»

В таблицах 11-12 представлена органолептическая и физико-химическая оценка показателей кекса «Творожного».

Таблица 11 - Органолептические показатели кекса «Творожного»

Наименование показателей 1 2 3 4 5

Контроль 90:10 80:20 70:30 60:40

Запах Свойственный наименованию, без постороннего запаха, с легким ароматом творога

Форма Свойственная данному наименованию изделий и соответствующая форме, в которой производилась выпечка

Высота продукта, см 4,8 5,2 4,7 4,5 4,4

Вид в изломе Пропеченное изделие без закала и следов непромеса

Цвет мякиша Светло-желтый Светло-желтый Светло-желтый с кремовым оттенком Светло-желтый с серым оттенком Желто-серый

Вкус Свойственный наименованию, без постороннего привкуса, с легким вкусом творога Свойственный наименованию, без постороннего привкуса, с легким вкусом творога, хруст при разжевывании

Таблица 12 - Физико-химические показатели кекса «Творожного»

Содержание ЭПМ Влажность, % Щелочность, град Массовая доля золы, % Плотность, кг/м3

Контроль 22,0 1,7 0,02 440

10,0% 22,5 1,7 0,02 420

20,0% 23,0 1,8 0,02 460

30,0% 24,0 1,8 0,02 475

40,0% 23,0 1,8 0,04 490

На основании полученных данных, можно сделать вывод о том, что наилучший результат получен при замене 10,0% пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на ЭПМ Образец, полученный из такого соотношения муки, имеет наибольший объем, наилучший вид в изломе и хорошие органолептические показатели.

3.6 Оценка микробиологический показателей кексов и маффинов с использованием 10,0% ЭПМ.

Проведенные микробиологические исследования кексов и маффинов на соответствие Единым санитарно-эпидемиологическим требованиям таможенного Союза и СанПиН 2.3.2.1078-01 в процессе хранения показали, что количество мезофильиых аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов во всех исследуемых образцах соответствовало установленным нормам. Значение микробиологических показателей образцов продукции с добавлением 10,0% ЭПМ имели несущественные различия (табл. 13).

Таблица 13 - Микробиологические показатели кексов и маффинов

Индекс, группа продуктов КМАФАнМ, КОЕ/г, не более Дрожжи КОЕ/г, не более Плесени КОЕ/г, не более

Кексы (нормируемый показатель) 5*103 50 50

Кекс творожный ЗДЧО2 <10 <10

Кекс творожный с 10,0% ЭПМ 3,0*1 о2 <10 <10

Маффин классический 1,6*1 о2 <10 <10

Маффин классический с 10,0% ЭПМ 1,6*1 о2 <10 <10

В исследуемых образцах не обнаружены плесени и дрожжи, патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы (в 25г продукта)^.aureus и бактерии группы кишечных палочек (в 1,0; 0,01 г продукта).

3.7 Оценка показателей качества и обоснование сроков годности кексов и маффииов с использованием экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта

В связи с современными тенденциями рынка и устойчивыми требованиями покупателей по улучшению качества и продлению сроков годности изделий, в работе показана возможность удержания влаги в продукции путем удержания влаги при помощи добавки рационального количества ЭПМ.

Изменение содержания влага в маффинах из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта и маффинах с 10% добавкой экструдата проведены методом ЯМР и представлены на рисунке 16.

■ Мука noici ич uifl i^r с эопс.гр. i^n DLHшс го сорта

w '^'.стдууд WI50D0I II ЮЛ ПШС1 IIMI ОЯ хлевопскао! 1С.Я высшего с сотл

маффины

Рисунок 16 - Изменение относительного содержания протонов воды в подвижной

фазе при хранении маффинов

До 5-х суток содержание водных протонов в образцах из хлебопекарной пшеничной муки высшего сорта и образцах, содержащих экструдированную пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта приблизительно одинаково (с небольшим превышением маффинов с экструдированной пшеничной

хлебопекарной муки высшего сорта над изделиями с хлебопекарной пшеничной мукой высшего сорта).

К 9 суткам доля водных протонов в изделиях с хлебопекарной пшеничной мукой высшего сорта падает ниже предела измерений, тогда как для изделий , содержащих экструдированную пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта и на 14 сутки эта величина около 15%. Одинаковые значения доли водных протонов для образцов с экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта наблюдаются в среднем на 3-4 дня позже, чем для изделий с хлебопекарной пшеничной мукой высшего сорта, что, возможно, характеризует процесс замедления черствения и служит основанием для пролонгирования сроков их годности.

3.8 Промышленная апробация и оценка экономической эффективности использования экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта для производства кексов и маффинов

Промышленная апробация предлагаемой технологии была успешно проведена в условиях кондитерского цеха ООО «Восход Столица» (МО г. Мытищи). Согласно разработанной технологии были разработаны и внедрены в производство кексы и маффины, содержащие 10,0% экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта.

Таким образом, результаты проведенных производственных апробаций подтвердили возможность использования экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшехо сорта для кексов и маффинов, имеющих лучшие органолептические показатели, сроки годности и больший выход продукции по сравнению с аналогичной продукцией из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта. На кексы и маффины разработана и утверждена нормативная документация ТУ 9136-003-75284943-12 «Кексы и маффины».

Капитальных вложений проект не предусматривает. Ожидаемый экономический эффект от внедрения данной технологии при производстве 1 тонны продукции в сутки составит 1,13 млн. рублей в год. Дополнительным экономическим эффектом является увеличение срока годности продукции с 7 до 10 суток.

ВЫВОДЫ

1. Проведены комплексные исследования по совершенствованию технологии мучных кондитерских изделий на основе применения экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта. Разработано технологическое решение по получению экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта для производства кексов и маффинов.

2. Выявлено положительное влияние добавления 10,0% ЭПМ на реологические свойства теста.

3. Обоснованы наилучшие органолептические и физико-химические показатели кексов и маффинов при замене 10,0% пшеничной хлебопекарной

муки высшего сорта на экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта.

4. Использование экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта при производстве кексов и маффинов обеспечивает высокое качество продукции и пролонгирование сроков годности готовой продукции.

5. Исследовано состояние воды в маффинах методом ЯМР, что позволило сделать вывод о наличии 2-ух фракций воды, условно отнесенной к внутриклеточной и межклеточной. Их суммарное изменение отражает уменьшение воды в маффинах при хранении.

6. Разработана и утверждена техническая документация ТУ 9136-00375284943-12 «Кексы и маффины», ТИ 9136-003-75284943-12 «Кексы и маффины» и РЦ.

7. Проведена опытно-промышленная апробация и внедрение технологии производства кекса и маффина с добавлением 10,0% экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта, обеспечивающая стабильное производство продукта с улучшенными по сравнению с существующими технологиями показателями качества.

8. Ожидаемый экономический эффект от внедрения данной технологии при производстве 1 тонны продукции в месяц составит 1,13 млн. рублей в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Краус, C.B. Использование экструдированной пшеничной муки при производстве кондитерских изделий / C.B. Краус, Е.В. Бадаева, Е.А. Бочагов, И.А. Денисюк //Хлебопродукты. - 2012. - № 8. - С. 58-60.

2. Краус, C.B. Влияние экструдированной пшеничной муки на органолептические показатели маффинов / C.B. Краус, Е.В. Бадаева, Е.А. Григорьева, H.H. Довжик // Кондитерское производств. - 2012. - № 4. - С. 9-10.

3. Краус, C.B. Воздействие набухающей пшеничной муки на органолептические показатели кекса «Творожный» / C.B. Краус, Е.В. Бадаева, Н.В. Есикова, О.С. Зимнухова // Хлебопродукты. - 2012. - № 4. - С. 44-45.

4. Сергеев, А.И. Исследование содержания влаги в маффинах с добавлением экструдированной пшеничной муки / А.И. Сергеев, C.B. Краус, Е.В. Бадаева. - М.: Хлебопродукты. - 2013. - № 7. - С.46-48.

5. Бадаева, Е.В. Совершенствование технологии производства кексов и маффинов с использованием крахмалосодержащего сырья / Е.В. Балаева. - М.: Пищевая промышленность. - 2013. - № 8. - С. 38-41.

6. Краус, C.B. Совершенствование технологии кексов и маффинов с использованием крахмалосодержащего сырья / C.B. Краус, Е.В. Балаева. -Кемерово: Техника и технология пищевых производств. - 2013. - № 3. - С. 3-8.

Научные труды институтов и материалы конференций

7. Краус, C.B. Сырье для производства мучных кондитерских изделий: новые предложения, новые возможности / C.B. Краус, Е.В. Балаева // Международная конференция «Торты. Вафли. Печенье. Пряники-2012» /Международная промышленная академия - Москва.- 2012. - С. 136-137.

8. Kraus, S.V. Extradent wheat flour, new opportunities / S.V. Kraus, E.V. Balayeva // XIX Международная конференция по крахмалу. Москва-Краков. -2012.-82 с.

9. Краус, C.B. Производство мучных кондитерских изделий с использованием сырья, поученного экструдированием / C.B. Краус, Е.В. Балаева // Сборник научных трудов МПА. - М: 2012. - С. 80-81.

10. Краус, C.B. Кексы и маффины / C.B. Краус, Е.В. Балаева // Седьмая Международная конференция Масложировой комплекс России: Новые аспекты развития. Москва.- 2012. - С. 125-126.

11. Балаева, Е.В. Экструдированная пшеничная мука - новые возможности. Использование электрофизических методов исследования для производства и оценки качества пищевых продуктов / Е.В. Балаева // ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ»; -СПб.:-2012.-С. 175-176.

12. Краус, C.B. Особенности использования экструдированных полуфабрикатов при производстве хлеба / C.B. Краус, Е.В. Балаева // Международный Хлебопекарный Форум. Москва. - 2012. - С.127-128.

Список принятых сокращений: МКИ - мучные кондитерские изделия; ЭПМ - экструдированная пшеничная мука; ВПС - водопоглатительная способность; ЯМР - ядерный магнитный резонанс.

Подписано в печать 26.09.13г. Печать - ризография Тираж - 100 экз. Заказ 924 Отпечатано в ООО «Технология ЦД» Адрес: 119606, Москва, пр-т Вернадского, 84, корп. 2

Негосударственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «МЕЖДУНАРОДНАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

На правах рукописи 04201363204 ^^^

БАЛАЕВА ЕЛЕНА ВАЛЕРЬЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КЕКСОВ И МАФФИНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩЕГО

СЫРЬЯ

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 -д.т.н., профессор C.B. Краус

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................................................................................4

Глава 1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................8

1.1 Обоснование выбора объекта исследований............................................................................................................8

1.2 Теоретические аспекты процесса производства кексов и маффинов с использованием экструдированной пшеничной муки высшего сорта................................................................................................9

1.3 Эволюция процесса экструзии..............................................................................................................................................12

1.4 Виды экструзии..................................................................................................................................................................................15

1.5 Физико-химические изменения в процессе экструзии....................................................................................21

1.6 Заключение по обзору литературы. Постановка цели и задач исследования..........................29

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................................................................30

2.1 Сырье и материалы исследований......................................................................................................................................30

2.2 Методы исследований, применяющиеся в работе..............................................................................................30

2.2.1 Методы исследований свойств сырья........................................................................................................................30

2.2.1.1 Методика определения водоудерживающей способности муки..................................................31

2.2.1.2 Методика определения набухающей способности муки....................................................................32

2.2.1.3 Методы исследования других видов сырья....................................................................................................32

2.2.1.4 Методы исследования физико-химических свойств экструдированной пшеничной хлебопекарной муки............................................................................................................................................................................33

2.2.1.5 Определение биологической ценности экструдата..................................................................................35

2.2.2 Методы исследований свойств полуфабрикатов............................................................................................37

2.2.2.1 Методика расчета количества воды в тесте....................................................................................................37

2.2.2.2 Методика определения плотности теста..............................................................................................................37

2.2.3 Методы исследований готовых изделий..................................................................................................................37

2.2.3.1 Метод определения стойкости при хранении кексов и маффинов с помощью

ядерно-магнитного резонанса........................................................................................................................................................38

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ....................................................................................................................40

3.1 Характеристика сырья, применявшегося для исследований....................................................................40

3.1.1 Получение экструдированной пшеничной хлебопекарной муки......................................................40

3.1.2 Определение рациональных технологических параметров получения ЭПМ........................41

3.2 Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на реологические свойства теста..........................................................................................................................................................43

3.3 Определение рациональной дозировки экструдата пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта в составе мучной основы рецептурной смеси для производства кексов и маффинов..................................................................................................... 49

3.3.1 Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта на влажность теста............................................................................................. 49

3.3.2 Влияние экструдированной пшеничной хлебопекарной муки на плотность теста...... 52

3.4 Выбор состава мучной смеси с использованием экструдированной пшеничной

хлебопекарной муки высшего сорта для производства кексов и маффинов.................. 52

3.4.1 Исследование функционально технологических характеристик пшеничной хлебопекарной муки и ЭПМ.............................................................................. 60

3.5 Оценка показателей качества и обоснование сроков годности кексов и маффинов с использованием 10,0% ЭПМ.............................................................................. 64

3.6 Оценка показателей качества продукции на момент окончания срока годности......... 70

3.7 Промышленная апробация технологии............................................................ 72

3.8 Экономическое обоснование применения экструдированной пшеничной муки в

производстве кексов и маффинов........................................................................ 72

ВЫВОДЫ..................................................................................................... 76

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................................ 77

ПРИЛОЖЕНИЕ.............................................................................................. 92

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Стратегией развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской федерации на период до 2020 г., утвержденной Распоряжением правительства РФ от 17 апреля 2012г. № 559-Р, в области кондитерского производства предусматривается повышение качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции.

Мучные кондитерские изделия традиционно любимы населением нашей страны и пользуются большой популярностью.

Рынок мучных кондитерских изделий сегментирован по видам изделий - на нем выделяют печенье, торты и пирожные, пряники и коврижки, вафли, кексы, бабы и рулеты, галеты и крекеры и другие мучные кондитерские изделия.

Мучные кондитерские изделия, к которым относятся маффины и кексы, составляют по объемам продаж - крупнейший сегмент российского кондитерского рынка.

Производство мучных кондитерских изделий основывается на переработке российских и импортных ингредиентов. В связи с расширением рынка отечественного сырья и появлением инновационных продуктов нового поколения возникают новые возможности развития и внедрения ресурсосберегающих технологий, что является актуальным направлением настоящих научных исследований.

Для обеспечения конкурентоспособности мучных кондитерских изделий не менее актуально расширение ассортимента массовых изделий, отвечающих целям сбалансированного и адекватного питания. Решение этой проблемы возможно путем:

- глубоких исследований традиционных, разработки и внедрения новых технологий, позволяющих интенсифицировать производство, обеспечить высокое качество хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Объектом исследования является изучение технологии кексов и маффинов с использованием экструдированной пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта.

Предметом исследования является ЭПМ, полученная интенсивным барогидротермическим воздействием на муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта, приводящим к различным по глубине изменениям составных частей муки.

Целесообразность использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта обусловлена возможностью повышения стабильности качества кексов и

маффинов, увеличением выхода готовых изделий, улучшением внешнего вида продуктов и продлением срока их годности.

Существенный теоретический и практический вклад в совершенствование технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий посредством использования новых функциональных видов сырья внесли своими исследованиями такие ученые, как Т.Б. Цыганова, JI.H. Казанская, И.В. Матвеева, Л.П. Пащенко, C.B. Краус , O.A. Ильина, A.C. Романов и др., в области экструзионной технологии и использования продуктов ее переработки - В.Д. Малкина, Л.И. Кузнецова, Г.О. Магомедов, А.Н. Остриков и др.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка технологии производства кексов и маффинов с использованием крахмалосодержащего сырья, позволяющая интенсифицировать традиционные технологии, расширить ассортимент и повысить качество изделий.

Для достижения поставленной цели был очерчен следующий круг задач:

• определить параметры экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для производства кексов и маффинов;

• изучить влияние экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на реологические свойства теста;

• установить дозировку экструдата муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта в составе мучной основы рецептурной смеси для производства кексов и маффинов;

• изучить влияние экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на физико-химические свойства теста для кексов и маффинов;

• разработать рецептуры кексов и маффинов с использованием экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта, с целью получения продукции с лучшими органолептическими, физико-химическими и микробиологическими показателями;

• обосновать увеличение сроков годности кексов и маффинов, содержащих экструдированную муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта;

• провести опытно-промышленную апробацию и внедрение предлагаемой технологии производства кексов и маффинов. Разработать технологическую документацию на новую продукцию;

• рассчитать себестоимость и экономический эффект от внедрения экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для производства кексов и маффинов.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Научное обоснование использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта в технологии производства кексов и маффинов.

2. Рациональные параметры получения ЭПМ.

3. Результаты органолептической, физико-химической и дегустационной оценки кексов и маффинов.

Научная концепция. В основу решения задач совершенствования технологии мучных кондитерских изделий положен комплексных подход, основанный на подборе крахмалосодержащего сырья, определение рациональных параметров его получения, изучение свойств, обеспечивающих технологический, потребительский и экономический эффект.

Научная новизна работы заключается в теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных исследованиях технологии мучных кондитерских изделий с использованием крахмалосодержащего сырья.

Показана возможность использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для получения мучных кондитерских изделий (кексов и маффинов). Определены рациональные параметры экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта на основании изучения зависимости содержания водорастворимых веществ в муке от исходной влажности сырья, температуры экструдирования и скорости вращения шнека.

На основе сравнительного исследования реологических свойств теста выявлена более высокая водопоглотительная способность ЭПМ, что обеспечивает влагоудерживающую способность готовых мучных кондитерских изделий.

Обоснован состав мучной основы рецептурной смеси для производства кексов и маффинов на основе исследования ее физико-химических показателей.

Выявлено влияние ЭПМ на влажность и плотность теста для кексов и маффинов и обосновано увеличение выхода готовой продукции.

Научно обоснована рецептура мучных кондитерских изделий с экструдированной мукой пшеничной хлебопекарной высшего сорта на основе изучения органолептических, физико-химических показателей и дегустационной оценки изделий.

Получены новые научные данные при изучении изменения влаги в процессе хранения маффинов методом ЯМР-релаксации. Этим методом исследовано состояние воды в маффинах, что позволило сделать вывод о наличии 2-ух фракций воды, условно отнесенной к внутриклеточной и межклеточной. Их суммарное изменение отражает уменьшение воды в маффинах при хранении, что послужило основанием для увеличения срока годности изделий.

Практическая значимость. На основании научных исследований установлены режимы экструдирования муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для производства кексов и маффинов, позволяющие найти рациональные параметры для получения муки с максимальным содержанием водорастворимых веществ-17,58% :

- определена рациональная дозировка ЭПМ в составе мучной смеси для производства кексов и маффинов, которая составляет-10,0%;

- обоснована технология производства кексов и маффинов с наилучшими показателями с использованием экструдата;

- увеличены сроки годности кексов и маффинов до Юдней.

- подтверждена экономическая эффективность, использования экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта для технологии производства кексов и маффинов. Ожидаемый экономический эффект от внедрения данной технологии при производстве 1 тонны продукции в месяц составит 1,13 млн. рублей в год.

По результатам исследований разработана, согласована и утверждена техническая документация на кексы и маффины с использованием экструдированной муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта: ТУ 9136-003-75284943-12 «Кексы и маффины», ТИ 9136-00375284943-12, РЦ 9136-001-012-75284943-12. Результаты исследований апробированы и внедрены в условиях промышленного производства на ООО «Восход Столица» (МО, г. Мытищи, ул. Силикатная 53, корпус 1).

Апробация работы. Результаты и основные положения исследований были доложены и обсуждены на восьмой международной конференции «Торты. Вафли. Печенье. Пряники» (Москва,2012), на международной конференции по крахмалу (Москва-Краков, 2012), на седьмой международной конференции «Масложировой комплекс России» (Москва, 2012), новые аспекты развития на пятом международном Хлебопекарном Форуме (Москва, 2012).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, экспериментальной части, расчета экономической эффективности, выводов, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на страницах основного текста и приложений, включая 27 таблиц и 24 рисунка. Список литературы содержит источников российских и зарубежных авторов.

Глава 1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Обоснование выбора объекта исследований

Для обеспечения конкурентоспособности мучных кондитерских изделий актуальным является расширение ассортимента массовых изделий, отвечающих целям сбалансированного и адекватного питания. Решение этой проблемы возможно путем:

- изысканием новых видов сырья, обладающих необходимыми технологическими свойствами, богатым химическим составом, структурные компоненты которого будут не только активизировать процессы производства мучных кондитерских изделий, но и обогащать их комплексом биологически активных веществ, минеральных элементов, белков, липидов и витаминов.

Одним из таких видов сырья является экструдированная мука, получаемая путем экструзионной обработки крупяных культур: пшеницы, ржи, овса, ячменя, просо и др.

Целесообразность расширения использования экструдированной муки наряду с традиционной обусловлена тем, что при однократной краткосрочной обработке сухого зерна (муки) можно:

- получить готовые к применению пищевые продукты или компоненты, обладающие высокой водо- и жиро- удерживающей способностью, а также продукты готовые к употреблению;

- повысить усвояемость сырья и степень его использования;

- снизить микробиальную обсемененность сырья и нейтрализовать термолабильные антипитательные компоненты.

Каждый из компонентов сырья в процессе экструзии подвергается ряду существенных изменений.

Крахмал во время экструзии подвергается гидролизу, в результате повышается его растворимость, перевариваемость. Крахмал частично связывается с жирами и белком.

Молекулы белков при экструзии структурно разворачиваются, осуществляется мягкая денатурируют, происходит увеличение количества пептидов и свободных аминокислот и, как следствие, увеличивается их перевариваемость, а антипитательные белки-ферменты трипсин-ингибиторы полностью теряют свою активность - денатурируют.

Липиды при экструзии сохраняют свои свойства, поскольку происходит инактивация окислительных ферментов (липаз и липоксигеназ), способствующие окислению жиров, хотя очевидно, что из-за, получаемой в процессе экструзии пористости продукта окисление липидов могло бы происходить намного быстрее, чем в исходном сырье.

Таким образом, очевидно, что использование экструзионной обработки перспективно при переработке сухого зерна (муки) злак�