автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы

На правах рукописи

005060141

КУЧЕРЯВЕНКО Инна Михайловна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПШЕНИЧНЫХ И РЖАНО-ПШЕНИЧНЫХ СОРТОВ ХЛЕБА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МУКИ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ СЕМЯН ТЫКВЫ

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

2 3 МАЙ 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар-2013

005060141

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КубГТУ»)

Научный руководитель: Вершинина Ольга Львовна,

кандидат технических наук, доцент Официальные оппоненты: Сокол Наталья Викторовна,

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Першакова Татьяна Викторовна,

допор технических наук, доцент, проректор по научной работе Краснодарского кооперативного института (филиала) AHO ВПО ЦС РФ «Российский университет кооперации» Ведущая организация: ГНУ Краснодарский научно-

исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 06 июня 2013 г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет». Автореферат разослан 30 апреля 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность работы.

Хлеб в России является наиболее употребляемым продуктом питания, обеспечивающим около 30% физиологической потребности человека в эссен-циапьных пищевых веществах и энергии.

На Кубани ежедневное потребление хлеба и хлебобулочных изделий составляет от 1,2 до 1,5 тысяч тонн. Причем Кубанцы больше предпочитают хлеб, выпекаемый из пшеничной муки (70%) и из смеси пшеничной и ржаной муки (30%).

В связи с тем, что качество и пищевая ценность этих сортов хлеба не всегда соответствуют предъявляемым требованиям, возникает реальная необходимость создания новых пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба, обладающих не только высокими потребительскими свойствами, но и повышенной пищевой ценностью.

Существенный вклад в развитие исследований по повышению качества и пищевой ценности хлеба внесли российские ученые Л.Я. Ауэрман, Л.В. Дон-ченко, В.И. Дробот, Г.Г.Дубцов, С.Я. Корячкина, А.П. Косован, Н.В.Лабутина, И.В. Матвеева, Л.П. Пащенко, Т.В. Першакова, Р.Д. Поландова, Е.И. Пономарева, Л.И. Пучкова, Н.В. Сокол, Т.Б. Цыганова, Л.Н. Шатнюк и другие исследователи. Однако и до настоящего времени данная проблема пока еще не решена.

Перспективным направлением в решении данной проблемы является совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием натурального растительного сырья, содержащего полезные вещества и способного повысить их качество и пищевую ценность. Ценным и перспективным источником целого комплекса биологически активных веществ являются семена тыквы, которые содержат в своем составе: витамины (В1, Вг, Вб, С, РР), фосфолипиды, токоферолы, каротиноиды, флавоноиды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты, минеральные и другие полезные вещества.

В связи с вышеизложенным, совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы является актуальным.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства КубГТУ «Совершенствование технологий производства хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий повышенной пищевой и биологической ценности» (№ госрегистрации 01200612961).

1.2 Цель и задачи исследований. Цель работы - совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы.

Поставленную цель осуществляли путём решения следующих задач:

- провести аналитический обзор отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы по теме исследований;

- выполнить сравнительную оценку химического состава и показателей безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае; обосновать выбор сорта тыквы для дальнейших исследований;

- обосновать выбор технологических приемов получения муки из семян тыквы (МТ) сорта Голосеменная с различными размерами частиц и оценить ее влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки первого сорта и муки ржаной обдирной;

- исследовать влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на подъемную силу прессованных дрожжей в зависимости от размера частиц муки;

- исследовать влияние МТ на показатели качества полуфабрикатов пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба;

- исследовать влияние МТ на микрофлору жидкой ржаной закваски;

- определить наиболее рациональные этапы и эффективный способ внесения МТ с учетом достижения необходимых физико-химических и органолеп-тических характеристик пшеничного и ржано-пшеничного хлеба;

- усовершенствовать технологии и разработать рецептуры приготовления пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- оценить пищевую и энергетическую ценность пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- провести производственную апробацию усовершенствованных технологий;

- разработать и утвердить комплекты технической документации на муку, получаемую из семян тыквы сорта Голосеменная, и на новые сорта пшеничного и ржано-пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности;

- определить ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство усовершенствованных технологий и реализации новых сортов хлеба.

13 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и высокая эффективность использования муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в качестве добавки, при производстве новых пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

Впервые установлено положительное влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в качестве компонента питательной смеси на показатели качества жидкой ржаной закваски, симбиотическую жизнедеятельность дрожжей и молочнокислых бактерий.

Выявлена способность МТ улучшать хлебопекарные свойства пшеничной и ржаной муки, структурно-механические свойства теста и качество готового хлеба.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены этапы, способы и рекомендуемые дозировки внесения МТ при производстве пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

Установлено положительное воздействие МТ на органолептические и физико-химические показатели качества, а также на увеличение пищевой ценности, сроков сохранения свежести новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба.

Разработаны модели статистической оценки показателей качества хлеба, получаемого из смеси ржаной и пшеничной муки, позволяющие прогнозировать показатели его качества в зависимости от дозировки МТ, дрожжей, сахара и влажности теста.

1.4 Практическая значимость. Усовершенствованы технологии и разработаны рецептуры пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием в качестве добавки муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, позволяющей сократить производственный цикл, повысить выход, качество и пищевую ценность пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба. Результаты выполненных исследований апробированы и внедрены в условиях

промышленного производства ООО «Виртуоз Кубани» (ст. Стародеревянков-ская Каневского района Краснодарского края) и ОАО «Хлебозавод №3 г. Краснодара».

Разработаны и утверждены ТУ на муку, полученную из семян тыквы сорта Голосеменная, а также два комплекта технической документации на новые сорта пшеничного «Богатырь» и ржано-пшеничного хлеба «Изысканный» с использованием муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная.

Получен патент РФ на изобретение: № 2453115 от 10.03.2012 г. «Способ приготовления хлебобулочного изделия» и два патента РФ на полезные модели: № 102461 от 10.03.2011 г. «Линия приготовления теста из пшеничной муки безопарным способом» и № 118171 от 16.04.2012 г. «Линия приготовления жидкой закваски и теста из ржаной и ржано-пшеничной муки».

Экономический эффект от внедрения усовершенствованных технологий и реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Богатырь» составил 1130 руб., а от реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Изысканный» - 3270 руб.

1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных семинарах кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства КубГТУ (г. Краснодар, 2010-2012 гг.); X Международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2007 г.); IX Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2008 г.); II Международной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2008 г.); X Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2009г.); Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (г. Краснодар, 2009 г.); III Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2009 г.); IV Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2010 г.); II Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века (г. Краснодар, 2011 г.); 7-ой Международной научно-практической конференции

«Современные технологии и оборудование для хлебопекарного и кондитерского производств» (г. Минск, 2011 г.); Международная научно-техническая конференция «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2011 г.); XI Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2010 г.); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и наука; модернизация и инновационное развитие страны» (г. Пенза, 2011 г.).

1.6 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 25 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки Российской Федерации, получены патент РФ на изобретение и 2 патента РФ на полезные модели.

1.7 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 143 страницах компьютерного текста, включает 28 таблиц и 38 рисунков. Список литературных источников включает 108 наименований, в том числе 12 - зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований использовали семена тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае: крупноплодной (Cucurbita maksima) - Столовой зимней А-5; мускатной (Cucurbita moschata) - Витаминной и твердокорой или обыкновенной (Cucurbita реро L.) - Голосеменной урожая 2008 - 2011гг. и муку ТУ 9293-343-020678622013, полученную из семян тыквы сорта Голосеменной. По микробиологическим показателям и показателям безопасности семена тыквы соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

При проведении исследований также использовали: муку пшеничную хлебопекарную первого сорта (ГОСТ Р 52189-2003), муку ржаную обдирную (ГОСТ Р 52809-2007), дрожжи хлебопекарные прессованные, соль поваренную пищевую, сахар-песок, воду питьевую, отвечающие требованиям соответствующих нормативных документов на сырье, образцы полуфабрикатов хлебопекарного производства и готовые изделия из муки пшеничной и смеси ржаной и

пшеничной с добавлением муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

2.2 Методы исследований. В работе использовали как общепринятые, так и специальные методы исследований качества сырья, свойств полуфабрикатов и готовых изделий. Определение массовой доли сухих веществ, жира, клетчатки и золы проводили по общепринятым методикам. Массовую долю макро -и микроэлементов: определяли методом атомно-абсорбционной спектрофото-метрии на анализаторе АА8-1. Массовую долю белка определяли по количеству азота на приборе «Кьельдаль-Фос-Автоматик». Аминокислотный состав белков определяли хроматографическим методом на хроматографе «БЫтаёги ЬС-20». Жирнокислотный состав липидов определяли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл- 2000М».

Пищевую безопасность муки, полученную из семян тыквы, и хлебобулочных изделий оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям.

Массовую долю и качество клейковины определяли по ГОСТ 27839-88; упруго-эластичные свойства клейковины - по показаниям прибора ИДК-2, по показателю К20 на приборе АП-4/2 (ГДР); газообразующую способность муки на приборе Яго-Островского. Реологические свойства теста (общая деформация сжатия и адгезионная способность теста) определяли с помощью приборов Пенетрометр АП-4/2 и Структурометр СТ-1. Автолитическую активность ржаной муки определяли на приборе ПЧП-3. Для оценки углеводно-амилазного комплекса ржаной муки использовали прибор «Амилотест АТ-97». Вязкость закваски определяли на приборе вискозиметр 2М-100. Видовой и количественный состав микрофлоры определяли подсчетом микроорганизмов чашечным методом Коха. Выпечку хлеба проводили в лабораторных и производственных условиях. Оценку качества хлеба проводили по физико-химическим и органо-лептическим показателям, принятым для характеристики качества хлеба и рекомендованным государственным стандартом. Структурно-механические свойства мякиша хлеба исследовали на приборах «Структурометр СТ-1» и пенетрометр АП-4/2. Статистическую достоверность результатов исследований оценивали по известным методикам

Определение показателей качества пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

с использованием пакетов прикладных компьютерных программ Microsoft Office Excel - 2007 и Statistica 6.0 for Windows.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Сравнительная оценка химического состава и показателей безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае. Результаты исследования химического состава семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае представлены в таблице 1. Как видно из данных, представленных в таблице 1, семена тыквы сорта Голосеменная характеризуются более высокой массовой долей белка, витаминов, минеральных веществ, незаменимых аминокислот, что предполагает их высокую биологическую ценность.

Полученные результаты исследований и установленные значения показателей безопасности и микробиологической чистоты, соответствующие требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, подтверждают целесообразность использования семян тыквы сорта Голосеменная в качестве сырья для получения полезной добавки при производстве пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба.

3.2 Выбор технологических приемов получения муки из семян тыквы сорта Голосеменная с различными размерами частиц и оценка ее влияния на хлебопекарные свойства муки пшеничной первого сорта и муки ржаной обдирной. Для получения муки семена тыквы измельчали на электрической мельнице до размера частиц 0,1-0,5 мм. Исследовали влияние муки из семян тыквы сорта Голосеменная, с размерами частиц 0,1-0,2 мм и 0,3-0,5 мм на «силу» пшеничной муки. Установлено, что внесение МТ с размером частиц 0,1-0,2 мм приводит к некоторому расслаблению теста, в той большей степени, чем выше дозировка добавки. Добавление же муки из семян тыквы сорта Голосеменная с размером частиц 0,3-0,5мм наоборот действует укрепляюще. Поэтому в дальнейших исследованиях была использована мука, полученная из семян тыквы сорта Голосеменная, с размером частиц 0,3-0,5мм.

Исследовано влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, с размером частиц 0,3-0,5мм на количество и качество клейковины пшеничной муки. Контролем служила клейковина, отмытая из пшеничиой муки первого сорта без внесения добавки, а в опытные образцы вносили МТ в дозировке от 3% до 7 % к массе муки в тесте. Результаты исследований представлены в таблице 2.

и

Таблица 1- Химический состав семян тыквы различных сортов,

возделываемых в Краснодарском крае

Наименование показателей Столовая зимняя А-5 Витаминная Голосеменная

Влага и летучие вещества, % 6,36-7,0 6,45-7,15 6,81-7,61

Белок, % 31,16-31,36 33,83-34,03 35,26-35,46

Липиды,% 28,32-28,42 29,09-29,19 31,43-31,63

Углеводы, % в том числе 30,06-30,82 25,96-26,19 21,15-21,35

клетчатка, % 17,14-17,25 19,69-19,82 4,1-4,2

растворимые сахара, % 13,46-13,57 6,27-6,37 17,05-17,15

Минеральные вещества, % 2,92- 3,04 3,97-4,14 4,55-4,75

Аминокислотный состав, г/100 г белка

валин 4,5-4,70 3,94-4,14 4,68-4,88

изолейцин 3,25-3,45 3,31-3,51 3,43-3,63

лейцин 7,52-7,72 7,05-7,25 7,64-7,84

лизин 4,33-5,53 4,38-5,58 4,72-5,92

метионин+цистин 2,46-2,56 2,49-2,59 2,58-2,68

треонин 5,52-6,32 5,74-6,54 6,63-7,43

фенилаланин+тирозин 8,03-9,03 7,32-8,32 6,65-7,65

триптофан 0,60-0,70 0,66-0,76 0,68-0,78

Полиненасыщенные жирные кис- 35,38-35,51 34,18-34,32 40,57-40,71

лоты, % к сумме кислот,

в том числе:

линолевая С 18:2 35,38-35,51 34,18-34,32 40,35-40,48

линоленовая С18:3 - - 0,22-0,23

Витамины, мг/100г продукта:

тиамин (Bi) 0,20-0,22 0,21-0,23 0,24-0,26

рибофлавин (Вг) 0,32-0,34 0,30-0,32 0,34-0,36

витамин Вб 0,70-0,71 0,75-0,76 0,78-0,79

ниацин 2,03-2,05 2,07-2,09 2,09-2,11

каротины 3,84-3,94 3,95-4,05 4,49-4,59

витамин Е 26,69-26,72 27,41-27,44 29,65-29,68

Макроэлементы, мг/100г продукта:

кальций 281,44-289,44 339,0-346,98 362,48-370,48

магний 330,34-345,34 335,78-350,78 502,64-517,64

калий 516,74-536,74 655,95-675,95 894,15-914,15

фосфор 1363,26-1388,26 1921,65-1946,65 2167,15-2192,15

натрий 13,90-14,96 13,20-14,21 14,80-15,83

Микроэлементы, мкг/100г продукта:

медь 940-960 960-980 1330-1350

железо 6185-6210 6515-6540 8125-8150

марганец 2710-2730 3100-3120 3630-3650

цинк 6515-6540 6955-6980 8255-8280

Таблица 2 - Влияние различных дозировок МТ с размерами частиц 0,3-0,5мм _на количество и качество сырой клейковины пшеничной муки

Показатели Контроль С добавлением МТ в %, к массе муки

3 5 7

Содержание сырой клейковины, % 28,7 28.7 28.0 27,0

Упругость клейковины, ед. прибора ИДК-2 76 72 69 64

Из таблицы видно, что с увеличением дозировки муки с размерами частиц 0,3-0,5мм количество сырой клейковины пшеничной муки несколько снижается в той большей степени, чем выше дозировка добавки. Установлено, что с увеличением дозировки МТ увеличивается сопротивление деформации сжатия сырой клейковины. Укрепление сырой клейковины при внесении МТ вероятно можно объяснить образованием сложных белок-липидных комплексов (липопротеиновых), образующихся при взаимодействии клейковинного белка с отдельными группами липидов, входящих в состав МТ, а также действием окислительных реагентов МТ на белковые вещества муки и теста.

Учитывая наличие в муке из семян тыквы углеводов, минеральных веществ и витаминов, целесообразным явилось исследовать влияние МТ на газообразующую способность пшеничной муки. На рисунке 2 показано влияние МТ на интенсивность газообразования. Данные свидетельствуют о том, что внесение 3, 5 и 7% добавки интенсифицируют газообразование в тесте по сравнению с контролем.

Установлено, что мука, полученная из семян тыквы сорта Голосеменная, положительно влияет на хлебопекарные свойства ржаной муки. Определено влияние различных дозировок МТ на углеводно-амилазный комплекс ржаной муки.

1 2 3 4 5

Првдопжнгепыюсть брокент, ч ■ контроль 03% 05% 07%

Рисунок 2 - Влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на газообразующую способность пшеничной муки

— — ржаная обдирная мука

— — — ржаная мука + 15% МТ

• ржаная мука +10 % МТ ржаная мука + 20% МТ

Рисунок 3 - Влияние различных дозировок МТ на состояние углеводно-амилазного комплекса ржаной муки

Внесение МТ от 10 % до 20 % увеличивает начальную температуру клейсте-ризации крахмала на 1-3 °С, вязкость мучного клейстера на 3-6 % и температуру максимальной вязкости крахмального геля на 1- 2°С (рисунок 3).

3.3 Исследование влияния муки, получен-

ной из семян тыквы сорта Голосеменная, с выбранным размером частиц, на подъемную силу прессованных дрожжей. Результаты проведенных исследований, представленные в таблице 3, показывают, что внесение в тесто МТ в количестве от 3 % до 7 % к массе муки улучшает подъемную силу прессованных дрожжей соответственно на 10,5, 18 и 3 % по сравнению с контролем.

Результаты исследования влияния МТ на подъемную силу прессованных дрожжей показали, что МТ в дозировке не более 5 % оказывает на них положительное влияние, что предопределяет необходимость ее применения при производстве пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба. Таблица 3 — Влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная

Наименование показателя Контроль Пробы теста с внесением муки из семян тыквы, % к массе муки

3 5 7

Подъемная сила, мин 67 60 55 65

3.4 Исследование влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на показатели качества полуфабрикатов пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба. Была получена ржаная симбиотическая естественная закваска на основе молочнокислых бактерий и дрожжей ржаной муки, которая по своим микробиологическим и биотехнологическим показателям не уступает закваскам с использованием чистых культур этих групп микроорганизмов. Поскольку приготовление закваски это довольно длительный процесс,

то с целью сокращения сроков созревания данного продукта было изучено влияние МТ на процессы, протекающие при производстве закваски.

Наилучший результат наблюдался при внесении в закваску МТ в количестве 10-15 % от массы муки в тесте. Установлено, что при данной дозировке МТ уже через 2 ч брожения закваски ее титруемая кислотность увеличилась до 9-12 град, тогда как кислотность контрольного образца за то же время составляла лишь 8,5 град.

Результаты исследований влияния различной дозировки муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная и длительности брожения ржаной закваски на ее подъемную силу представлены в таблице 4.

Лучшая по совокупности органолептических и физико-химических показателей жидкая ржаная закваска получена при дозировке МТ в количестве 10%-15 % от массы муки. При этом интенсивность кислотонакопления по сравнению с контролем увеличивается в 1,2-1,4 раза, подъемная сила улучшается на 26 %, что позволяет сократить период созревания ЖРЗ на 60-120 минут. Таблица 4 - Влияние различных дозировок МТ и длительности брожения

ржаной закваски на ее подъемную силу

Продолжительность брожения, мин Подъемная сила, мин

Дозировка МТ к массе муки, %

0 5 10 15 20

60 29 27 25 24 28

120 27 24 20 20 26

180 24 20 22 21 20

240 20 22 23 23 21

Использование МТ в дозировке 5-15 % улучшает биотехнологические свойства закваски, в частности такой показатель как вязкость. При внесении МТ в указанной дозировке наблюдается резкое снижение вязкости закваски, что позволяет ее легко дозировать, транспортировать, затрачивая меньше энергии.

Для изучения влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, на качественные показатели пшеничного теста, приготовленного по интенсивной «холодной» технологии использовали МТ в дозировках 3, 5 и 7% к массе муки. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Анализ результатов таблицы 5 показывает, что созревание пшеничного теста, приготовленного по интенсивной «холодной» технологии с добавлением МТ, происходит более интенсивно, чем контроля, что позволило сократить время технологического процесса приготовления хлеба из пшеничной муки с применением интенсивной «холодной» технологии на 42 минуты. Таб лица 5 — Качественные характеристики теста из пшеничной муки, приготов-

ленного по интенсивной «холодной» технологии с добавлением МТ

Наименование показателей Показатели качества теста

Контроль Дозировка МТ к массе муки, °Л

3 5 7

Влажность, % 45,5 45,3 45,0 44,5

Кислотность начальная, град 2,0 2,2 2,5 2,8

Кислотность конечная, град 3,0 3,0 3,0 3,0

Интенсивность кислотонакопления, град 1,0 0,8 0,5 0,2

Продолжительность отлежки, мин 30 25 20 18

Продолжительность окончательной расстойки, мин 90 80 65 55

Для исследования влияния МТ в составе заквасок на качественные показатели теста из смеси ржаной и пшеничной муки использовали закваски, имеющие наилучшие качественные показатели. Контрольный образец теста готовили на закваске без внесения МТ по рецептуре хлеба Столичного, а опытные на закваске с добавлением в нее 10% и 15% МТ (таблица 6). Табл и ца 6 - Качественные характеристики теста из смеси ржаной и пшенич-

ной муки, приготовленного на заквасках с добавлением МТ

Наименование показателей Показатели качества теста

Контроль Дозировка МТ в закваску, %

10 15

Влажность, % 48,0 47,0 46,5

Кислотность начальная, град 5,5±0,5 6,5±0,5 6,8±0,5

Кислотность конечная, град 9,0 9,0 9,0

Интенсивность кислотонакопления, град 3,5 2,5 2,2

Продолжительность брожения, мин 90 65 60

Продолжительность расстойки, мин 55 50 45

Следует отметить, что улучшение качественных показателей теста из смеси ржаной и пшеничной муки, приготовленного на заквасках с добавлением МТ, наблюдалось наряду с сокращением периода созревания на 30-40 минут. Определение адгезионной способности теста из смеси ржаной и пшенич-

10 15 20

Дозировки МТ, %

Рисунок 4 - Влияние дозировки МТ на адгезионное напряжение ржано-пшеничного теста

ной муки осуществляли в конце брожения с помощью прибора «Структу-рометр» в режиме 3: Р0=0.5 Н; Р=5 Н; Т=60 сек. Результаты исследований представлены на рисунке 4. По результатам диаграммы можно заметить, что при внесении МТ до 20% наблюдается улучшение адгезионной способности ржано-пшеничного теста (адгезионное напряжение снижается на 30,4-47,8 %) по сравнению с контролем, что положительно влияет на процесс разделки теста.

Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено положительное влияние МТ на показатели качества полуфабрикатов, используемых при производстве пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба.

3.5 Исследование влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на микрофлору жидкой ржаной закваски. Был определен количественный и качественный состав микрофлоры ржаной обдирной муки с целью установления практической возможности получения ржаной симбиотиче-ской естественной закваски (РСЕЗ) путем выявления биологического и технологического потенциала природных видов микроорганизмов ржаной муки.

Для определения влияния МТ на микрофлору закваски в производственном цикле добавку вносили в закваску в количестве от 10 до 20% от массы муки, вносимой в закваску. В качестве контроля служил стандартный образец ржаной закваски без внесения МТ. Результаты исследований представлены в таблице 6.

Как видно из данных, представленных в таблице 6, лучшая по совокупности органолептических и физико-химических показателей РСЕЗ была получена при дозировке МТ в количестве 10-15 % от массы муки. При этом интенсивность кислотонакопления по сравнению с контролем увеличилась в 1,5 раза, подъемная сила повысилась на 26 %.

Таблица 6 - Влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, на

микрофлору ржаной симбиотической естественной закваски

Наименование показателей ржаной естественной симбиотической закваски Ржаная естественная симбиотическая закваска

Контроль Дозировка МТ, % к массе ржаной муки

10 15 20

Количество клеток дрожжевых грибов, КОЕ/г: - в начале брожения - на пике бродильной активности - в конце брожения 2,7* 108 3,0х109 5,0*108 5,2х Ю8 5,6x109 2,8x10" 4,2x10" 1,8x10'° 3,2x10" 2,3x10" 4,0x109 2,4x10"

Количество клеток МКБ, КОЕ/г: - в начале брожения - на пике бродильной активности - в конце брожения 5,8х 109 1,7x10" 2,7x10" 2,6x10'° 3,6x10" 3,5x10'° 2,2x10" 9,0x10" 4,3x10'° 1,0x10'° 2,0x10" 7,6x10"

3.6 Определение наиболее рациональных этапов и эффективного способа внесения муки из семян тыквы сорта Голосеменная с учетом достижения необходимых физико-химических и органолептических характеристик пшеничного и ржано-пшеничного хлеба. Внесение МТ при приготовлении пшеничного хлеба по интенсивной «холодной» технологии в дозировках 3 - 7% позволяет получить хлеб большего удельного объема, с более высокой пористостью и лучшими упруго-эластичными свойствами мякиша. В этих пробах увеличивается удельный объем хлеба на 3,75-7,5 %, пористость -на 2,6- 6,4 %, формоустойчивость подовых изделий на - 8,3-13,3 %, сжимаемость мякиша на 3-10 % по сравнению с контролем.

При органолептической оценке хлеба из пшеничной муки первого сорта установлено, что внесение муки из семян тыквы придает ему приятный вкус и аромат. Однако при дозировке МТ свыше 5 % наблюдается затемнение мякиша хлеба.

Таким образом, анализ полученных органолептических и физико-химических показателей позволил сделать вывод, что рациональной дозировкой МТ, обеспечивающей высокие показатели качества пшеничного хлеба, является 5 % к массе муки в тесте.

Для определения влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, на качество хлеба, приготовленного из смеси муки ржаной обдирной и пшеничной первого сорта в соотношении 50:50 проводили ряд пробных лабо-

раторных выпечек. Тесто готовили на жидких ржаных заквасках. В опытные пробы вносили 10, 15 и 20 % муки из семян тыквы в составе заквасок. Контролем служили пробы без внесения добавки по рецептуре хлеба столичного.

С целью определения оптимальной дозировки МТ при производстве ржа-но-пшеничного хлеба экспериментальные исследования проводили по плану Рехтшафтнера. В качестве функций отклика были приняты: Уу - упругость ржано-пшеничного хлеба, ед. прибора; Уц - пористость, %; Ук - кислотность, град. Изучаемыми факторами были: Т - дозировка тыквенной муки, %; Д - дозировка дрожжей, %; \У - влажность теста, %; С - дозировка сахара, %.

После исключения незначимых членов получили следующие уравнения регрессии, адекватность которых проверена по критерию Фишера на уровне значимости 0,9 при относительной ошибке моделей не более 3,2%.

На основании полученных результатов по влиянию изученных параметров нам необходимо определить оптимальную дозировку тыквенной муки. Для этого однофакторные зависимости в зоне лучшего выхода для максимальной упругости = /(А",), пористости г„ = /(х,) и кислотности ук =/(а',) представлены в виде следующих зависимостей и исследованы на максимум

В результате получены оптимальные дозировки тыквенной муки, которые составили после перевода X) из кодированного значения для максимальной упругости 10%, для максимальной пористости 15%, а для максимальной кислотности 20%. Поэтому рекомендуемой, исходя из наиболее приемлемых параметров, при ведении производственного процесса, является дозировка тыквенной муки - 15 %.

С целью выбора наиболее рационального этапа внесения МТ было проведено сравнительное изучение влияния оптимальной дозировки муки из семян тыквы на качество хлеба в зависимости от ее этапа внесения.

Установлено, что наилучшим является пофазное (в равном количестве) внесение муки из семян тыквы одновременно в закваску и в тесто. Удельный объем хлеба при этом увеличивается на 7,8 -12,5 %, пористость мякиша на 2,9-

6,323-0,67Л1, +0,16Л",г ¡V, = 74,83-6,58Л',2 у; = 6,01 + 0,66.У,

(П (2) (3)

5,8 %.

Исследовали также различные способы внесения муки из семян тыквы сорта Голосеменная при приготовлении пшеничного и ржано-пшеничного теста на жидкой ржаной закваске с пофазным ее внесением: 50% в закваску и 50% в тесто. Добавку вносили в нативном состоянии при смешивании с мукой, в виде суспензии с водой, а также в составе дрожжевой суспензии при замесе теста. Было установлено, что внесение добавки в виде дрожжевой суспензии оказывает положительное влияние на такие показатели качества как пористость, удельный объем и общая деформация сжатия мякиша.

Мякиш хлеба с добавлением МТ в оптимальных дозировках имел более высокие значения показателя сжимаемости в течение всего периода хранения. Срок сохранения свежести изделия при этом увеличивается на 8-10 часов по сравнению с контрольным образцом, как у пшеничных, так и у ржано-пшеничных сортов хлеба.

3.7 Совершенствование технологий и разработка рецептур новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная. На основании полученных результатов разработаны рецептуры новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба: хлеб «Богатырь» и хлеб ржано-пшеничный «Изысканный» с использованием муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная. Разработаны и утверждены комплекты технической документации на новые сорта хлеба. Результаты опытно-промышленных испытаний подтвердили эффективность применения МТ с целью сокращения продолжительности технологического процесса и получения продукции высокого качества, обладающей повышенной пищевой ценностью.

В результате исследований установлено, что потребление хлеба «Богатырь» и «Изысканный» позволит удовлетворить суточную потребность взрослого человека соответственно в белке на 11,6 и 11,7%, в углеводах усвояемых -на 13,6 и 12,5%, жирах - на 4,0 и 4,5%, энергетической ценности на 10,58 и 10,1% соответственно, а так же обеспечить достаточное поступление в организм минеральных веществ и витаминов.

Экономический эффект от внедрения усовершенствованных технологий и реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Богатырь» составил 1130 руб., а от реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Изысканный» - 3270 рублей.

ВЫВОДЫ

На основании результатов выполненных исследований теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, при производстве пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

1. Исследован химический состав семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае, определены показатели их безопасности. Установлено, что семена тыквы сорта Голосеменная характеризуются более высокой массовой долей белка, витаминов, минеральных веществ, незаменимых аминокислот, что предполагает их высокую биологическую ценность. Особо следует отметить важность присутствия в семенах тыквы сорта Голосеменная значительного количества цинка. Полученные результаты исследований и установленные значения показателей безопасности и микробиологической чистоты, соответствующие требованиям СанПиН 2.3.2. 1078-01, подтверждают целесообразность использования семян тыквы сорта Голосеменная в качестве сырья для получения полезной добавки при производстве пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба.

2. Установлено, что мука, полученная из семян тыквы сорта Голосеменная с размером частиц 0,3-0,5 мм, положительно влияет на хлебопекарные свойства пшеничной и ржаной муки. Определено влияние различных дозировок муки из семян тыквы на углеводно-амилазный комплекс ржаной муки. Внесение МТ в дозировке 10 - 20% увеличивает начальную температуру клейстеризации крахмала на I - 3°С, вязкость мучного клейстера на 3 - 6% и температуру максимальной вязкости крахмального геля на 1-2°С.

3. Выявлено интенсифицирующее воздействие муки из семян тыквы сорта Голосеменная на подъемную силу прессованных дрожжей в дозировке до 5%, что позволило сократить время технологического процесса приготовления хлеба из пшеничной муки с применением интенсивной «холодной» технологии на 42 минуты.

4. Исследования влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в дозировке 10 - 15% при приготовлении жидких ржаных заквасок на их кислотообразующую активность и подъемную силу показали возможность сокращения периода созревания ЖРЗ на 60 - 120 минут.

5. Установлено, что использование МТ в дозировке 10- 15% при приготовлении ЖРЗ улучшает качественные показатели теста из смеси ржаной и пшенич-

ной муки наряду с сокращением периода его созревания на 30 - 40 минут, что позволяет сократить время технологического процесса приготовления хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки на 92 минуты.

6. Показано, что использование МТ в дозировке 5 - 15 % способствует снижению вязкости заквасок, улучшению транспортабельности и точности дозирования, при этом наблюдается улучшение адгезионной способности ржано-пшеничного теста (адгезионное напряжение снижается на 30,4 - 47,8 %) по сравнению с контролем, что положительно влияет на процесс разделки теста.

7. Выращена ржаная симбиотическая естественная закваска, включающая природные виды молочнокислых бактерий и дрожжевых грибов, а так же сопутствующие им группы микроорганизмов. Получен состав питательной смеси закваски, создающей условия для интенсификации сибиотической жизнедеятельности дрожжевых грибов и молочнокислых бактерий.

8. Установлено, что рациональной дозировкой МТ, обеспечивающей наилучшие показатели качества пшеничного хлеба, является 5 % к массе муки в тесте, причем наилучшим является способ внесения муки из семян тыквы в составе дрожжевой суспензии. Для ржано-пшеничного хлеба оптимальная дозировка составила 15 % к массе муки в тесте.

9. Получены статистические модели изменения упругости, пористости и кислотности готовых изделий от дозировки муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, и дозировки дрожжей, влажности теста и дозировки сахара, которые можно использовать для прогнозирования длительности процесса брожения закваски и теста, а так же прогнозирования показателей качества готового хлеба.

10. Установлено, что при внесении муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, срок сохранения свежести пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба увеличивается по сравнению с контролем на 8-10 часов.

11. Установлено, что употребление хлеба «Богатырь» и «Изысканный» позволит удовлетворить су точную потребность взрослого человека соответственно в белке на 11,6 и 11,7 %, в усвояемых углеводах - на 13,6 и 12,5 %, жирах - на 4,0 и 4,5 % соответственно, а так же обеспечить достаточное поступление в организм минеральных веществ и витаминов.

12. Экономический эффект от внедрения усовершенствованных технологий и реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Богатырь» составил 1130 руб., а от реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Изысканный» - 3270 рублей.

Список публикаций по теме диссертации

1. Вершинина O.JI. Сдобные хлебобулочные изделия с использованием нетрадиционной белково-липидной добавки / Е.С. Милованова, O.J1. Вершинина, И.М. Кучерявенко // Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: Матер. Десятой межд. науч.-практич. конф., Барнаул, 2007. - С. 168-169.

2. Кучерявенко И.М. Использование тыквенной массы для активации прессованных хлебопекарных дрожжей / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Матер. 1-ой всерос. науч.-практич. конф. молод, учен., Краснодар КубГАУ, 2007. - С. 187-189.

3. Кучерявенко И.М. О возможности использования тыквенной массы при производстве сдобных хлебобулочных изделий / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова // Пищевые технологии и биотехнологии: Сб. тез. докл. IX Межд. конф. молодых ученых. Казань, 2008. - С. 50.

4. Кучерявенко И.М. Использование белково-липидной добавки из семян тыквы в хлебопечении / И.М. Кучерявенко, Е.С. Милованова, О.Л. Вершинина// Пищевые технологии и биотехнологии: Сб. тез. докл. X Межд. конф. молодых учёных, Казань, 2009. - С. 85.

5. Кучерявенко И.М. Новый сорт хлеба, обогащенного порошком из семян тыквы / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века: Матер, межд. науч.-практич. конф., Краснодар, 2009. -С.50-52.

6. Кучерявенко И.М. Совершенствование технологии производства хлебобулочных изделий, обогащенных продуктами переработки семян тыквы / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова // Инновационные направления в пищевых технологиях: Матер. III межд. науч.-практич. конф., Пятигорск, 2009. -С. 137-140.

7. Кучерявенко И.М. Использование шрота из семян тыквы в хлебопечении /И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова // Техника и технология пищевых производств, Кемерово,- 2009,- № 1.- С. 18-20.

8. Кучерявенко И.М. Композиционная смесь с использованием порошка из семян тыквы / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова// Инновационные направления в пищевых технологиях: Матер. IV межд. науч.-практич. конф., Пятигорск, 2010,-С. 135-137.

9. Кучерявенко И.М. Влияние температурных режимов на функциональные свойства белков семян тыквы при экструзионной обработке / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, В.В. Деревенко, Е.С. Милованова // Хлебопек- 2010 - № 2 - С. 34-36.

10. Кучерявенко И.М. Пищевая ценность хлеба, обогащенного порошком из семян тыквы / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, E.H. Киктенко // Пищевые технологии и биотехнологии: Матер. XI межд. науч.-практич. конф. молодых ученых, часть 2, Казань, 2010. - С. 83.

11. Кучерявенко И.М. Влияние продуктов переработки семян тыквы на хлебопекарные свойства пшеничной муки / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина// Конкурентоспособность регионов и субъектов хозяйствования в условиях преодоления кризиса: Матер. XIII всерос. форума молод, учен, и студентов, часть 4, Екатеринбург, 2010. - 56-57.

12. Кучерявенко И.М. Интенсификация технологии приготовления хлебобулочных изделий, обогащенных продуктами переработки семян тыквы / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века: Матер. II межд. науч.-пракгич. конф., Краснодар, 2011. - С.56-59.

13. Кучерявенко И.М. Функциональные хлебобулочные изделия с применением обогатителей из семян тыквы и клубней топинамбура / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, E.H. Киктенко // Современные технологии и оборудование для хлебопекарного и кондитерского производств: Матер. 7-ой межд. науч.-практич. конф., Минск, 2011. - С. 110-113.

14. Кучерявенко И.М. Влияние СВЧ обработки на функциональные свойства белков семян тыквы / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, E.H. Киктенко // Современные достижения биотехнологии: Межд. науч.-технич. конф., Ставрополь, 2011.-С. 47-48.

15. Кучерявенко И. М. Совместное использование порошка из топинамбура и семян тыквы при производстве хлебобулочных изделий / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, E.H. Киктенко // Матер. 61-ой межд. науч.-практич. конф. молодых ученых, АГТУ, Астрахань, 2011. - С.42.

16. Кучерявенко И.М. Создание хлебобулочных изделий нового поколения с заданными свойствами / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, E.H. Киктенко // Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны: Матер, межд. науч.-практич. конф. молодых ученых, часть 2, Пенза, 2011. - С. 115-117.

17. Кучерявенко И.М. Использование муки, полученной из семян тыквы, в производстве ржано-пшеничных сортов хлеба / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершини-

на, E.H. Киктенко // Сб. студ. научных работ, отмеченных наградами на конкурсах, выпуск 13, часть 1, Краснодар, 2012. - С. 6-7.

18. Кучерявенко И.М. Термоподготовка семян Голосемянной тыквы для получения добавок в производстве хлебобулочных изделий / O.J1. Вершинина, И.Н. Аленкина, И.М. Кучерявенко, В.В. Деревенко, А.М. Терзикян, М.В. Цику // Техника и технология пищевых производств: Матер. VIII Межд. науч. конф. студентов и аспирантов, часть 1, Могилев, 2012. С. - 134.

19. Кучерявенко И.М. Влияние муки, полученной из семян тыквы сорта «Голосеменная», на микрофлору ржаной симбиотической естественной закваски / И.М. Кучерявенко, Н.В. Ильчишина, О.Л. Вершинина // Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности: Сб. матер. I Межд. науч.-практич. конф., Краснодар, 2012. С. - 87-90.

20. Кучерявенко И.М. Влияние тыквенного жмыха на качество ржано-пшеничного хлеба / И.М. Кучерявенко, О.Л. Вершинина, E.H. Киктенко // Известия вузов. Пищевая технология,- 2012. — №1.-С. 39-40.

21. Кучерявенко И.М. Влияние муки, полученной из семян тыквы, па хлебопекарные свойства ржаной муки / И.М. Кучерявенко, ОЛ. Вершинина, E.H. Киктенко, И.Н. Аленкина // Известия вузов. Пищевая технология.- 2012.- №4,- С. 81-82.

22. Кучерявенко И.М. Использование муки из семян тыквы в приготовлении закваски для ржано-пшеничного хлеба / И.М. Кучерявенко, Н.В. Ильчишина, О.Л. Вершинина // Известия вузов. Пищевая технология - 2012 - № 5-6 — С. 33-35.

23. Патент РФ на изобретение № 2453115 от 10.03.2012. МПК 51: А 21 D8/02; А 21 D2/36. Способ приготовления хлебобулочного изделия / О.Л. Вершинина, И.М. Кучерявенко.

24. Патент на полезную модель № 102461 от 10. 03. 2011 МПК": А 21 С14/00, Линия приготовления теста из пшеничной муки безопарным способом / О.Л. Вершинина, И.М. Кучерявенко.

25. Патент на полезную модель № 118171 от 16. 04.2012 МПК5': А 21 С14/00. Линия приготовления жидкой закваски и теста из ржаной и ржано-пшеничной муки / О.Л. Вершинина, И.М. Кучерявенко, E.H. Киктенко, В. В. Деревенко, И. Н. Аленкина.

Подписано в печать 26.04.2013. Формат 60x84 716 Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,35. Тираж 110 экз. Заказ № 858 Отпечатано в ООО «Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, корп. «В», оф. В-120, тел. 8-918-41-50-571, e-mail: olfomenko@yandex.ru

ФГБОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПШЕНИЧНЫХ И РЖАНО-ПШЕНИЧНЫХ СОРТОВ ХЛЕБА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МУКИ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ СЕМЯН ТЫКВЫ

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

На правах рукописи

04201358461

КУЧЕРЯВЕНКО Инна Михайловна

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Вершинина О. Л.

Краснодар - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

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

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ.................................................................. 9

1.1 Тенденции развития производства хлеба из пшеничной и смеси ржаной и пшеничной муки........................................................ 9

1.2 Особенности технологий и способы повышения качества и пищевой ценности хлеба из пшеничной и смеси ржаной и пшеничной муки...... 12

1.3 Микроорганизмы, используемые в производстве хлеба из пшеничной ржаной муки...................................................................... 22

1.4 Использование продуктов переработки семян тыквы в пищевых технологиях ............................................................................... 32

1.5 Теоретические предпосылки применения муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в хлебопекарной промышленности .... 40

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ................................. 47

2.1 Объекты исследований.......................................................... 47

2.2 Методы исследований....................................................................... 48

2.2.1 Методы исследования химического состава, качественных показателей муки, полученной из семян тыквы........................................ 48

2.2.2 Методы исследования основных показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции хлебопекарного производства....... 54

2.3 Структурная схема исследований............................................. 58

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ............................................. 60

3.1 Сравнительная оценка химического состава и показателей безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае; обоснование выбора сорта тыквы для дальнейших исследований... 60

3.2 Выбор технологических приемов получения муки из семян тыквы

сорта Голосеменная с различными размерами частиц и оценка ее влияния на хлебопекарные свойства муки пшеничной первого сорта и муки ржаной обдирной........................................................................... 67

3.3 Исследование влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, на подъемную силу прессованных дрожжей в зависимости

от размера частиц муки............................................................... 74

3.4 Исследование влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на показатели качества полуфабрикатов пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба................................................... 77

3.5 Исследование влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на микрофлору жидкой ржаной закваски.......................... 89

3.6 Определение наиболее рациональных этапов и эффективного способа внесения муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, с учетом достижения необходимых физико-химических и органолепти-ческих характеристик пшеничного и ржано-пшеничного хлеба........... 97

3.7 Исследование влияния муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на сохранение свежести пшеничного и ржано-пшеничного хлеба...................................................................................... 119

3.8 Совершенствование технологий и разработка рецептур приготовления пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная.......................... 122

3.9 Оценка пищевой и энергетической ценности пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием муки из семян тыквы сорта Голосеменная.......................................................................... 126

3.10 Ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство

усовершенствованных технологий и реализации новых сортов хлеба..... 128

ВЫВОДЫ............................................................................... 131

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................. 134

ПРИЛОЖЕНИЕ........................................................................ 144

ВВЕДЕНИЕ

Хлеб в России является наиболее употребляемым продуктом питания, обеспечивающим около 30% физиологической потребности человека в эс-сенциальных пищевых веществах и энергии.

На Кубани ежедневное потребление хлеба и хлебобулочных изделий составляет от 1,2 до 1,5 тысяч тонн. Причем Кубанцы больше предпочитают хлеб, выпекаемый из пшеничной муки (70%) и из смеси пшеничной и ржаной муки (30%).

В связи с тем, что качество и пищевая ценность этих сортов хлеба не всегда соответствуют предъявляемым требованиям, возникает реальная необходимость создания новых пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба, обладающих не только высокими потребительскими свойствами, но и повышенной пищевой ценностью.

Существенный вклад в развитие исследований по повышению качества и пищевой ценности хлеба внесли российские ученые Л.Я. Ауэрман, Л.В. Донченко, В.И. Дробот, Г.Г. Дубцов, С.Я. Корячкина, А.П. Косован, Н.В.Лабутина, И.В. Матвеева, Л.П. Пащенко, Т.В. Першакова, Р.Д. Поландо-ва, Е.И. Пономарева, Л.И. Пучкова, Н.В. Сокол, Т.Б. Цыганова, Л.Н. Шатнюк и другие исследователи. Однако и до настоящего времени данная проблема пока еще не решена.

Перспективным направлением в решении данной проблемы является совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием натурального растительного сырья, содержащего полезные вещества и способного повысить их качество и пищевую ценность. Ценным и перспективным источником целого комплекса биологически активных веществ являются семена тыквы, которые содержат в своем составе: витамины (В1, В2, В6, С, РР), фосфолипиды, токоферолы, каротиноиды, флавонои-ды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты, минеральные и другие полезные вещества[83].

В связи с вышеизложенным, совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы, является актуальным.

Цель исследований - совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы.

Поставленную цель осуществляли путём решения следующих задач:

- провести аналитический обзор отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы по теме исследований;

- выполнить сравнительную оценку химического состава и показателей безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае; обосновать выбор сорта тыквы для дальнейших исследований;

- обосновать выбор технологических приемов получения муки из семян тыквы (МТ) сорта Голосеменная с различными размерами частиц и оценить ее влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки первого сорта и муки ржаной обдирной;

- исследовать влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на подъемную силу прессованных дрожжей в зависимости от размера частиц муки;

- исследовать влияние МТ на показатели качества полуфабрикатов пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба;

- исследовать влияние МТ на микрофлору жидкой ржаной закваски;

- определить наиболее рациональные этапы и эффективный способ внесения МТ с учетом достижения необходимых физико-химических и орга-нолептических характеристик пшеничного и ржано-пшеничного хлеба;

- усовершенствовать технологии и разработать рецептуры приготовления пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- оценить пищевую и энергетическую ценность пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- провести производственную апробацию усовершенствованных технологий;

- разработать и утвердить комплекты технической документации на муку, получаемую из семян тыквы сорта Голосеменная, и на новые сорта пшеничного и ржано-пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности;

- определить ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство усовершенствованных технологий и реализации новых сортов хлеба.

Научная новизна работы заключается в следующем: научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и высокая эффективность использования муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в качестве добавки, при производстве новых пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

Впервые установлено положительное влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в качестве компонента питательной смеси на показатели качества жидкой ржаной закваски, симбиотическую жизнедеятельность дрожжей и молочнокислых бактерий.

Выявлена способность МТ улучшать хлебопекарные свойства пшеничной и ржаной муки, структурно-механические свойства теста и качество готового хлеба.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены этапы, способы и рекомендуемые дозировки внесения МТ при производстве пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

Установлено положительное воздействие МТ на органолептические и физико-химические показатели качества, а также на увеличение пищевой ценности, сроков сохранения свежести новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба.

Разработаны модели статистической оценки показателей качества хлеба, получаемого из смеси ржаной и пшеничной муки, позволяющие прогнозировать показатели его качества в зависимости от дозировки МТ, дрожжей, сахара и влажности теста.

Новизна разработанных технологических решений подтверждена патентом РФ на полезную модель: № 102461 от 10 марта 2011г. «Линия приготовления теста из пшеничной муки безопарным способом», патентом РФ на

изобретение: № 2453115 от 10 марта 2012г. «Способ приготовления хлебобулочного изделия» и патентом РФ на полезную модель: № 118171 от 16 апреля 2012г. «Линия приготовления жидкой закваски и теста из ржаной и ржано-пшеничной муки».

Практическая значимость работы. Усовершенствованы технологии и разработаны рецептуры пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием в качестве добавки муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, позволяющей сократить производственный цикл, повысить выход, качество и пищевую ценность пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба. Результаты выполненных исследований апробированы и внедрены в условиях промышленного производства ООО «Виртуоз Кубани» (ст. Ста-родеревянковская Каневского района Краснодарского края) (акты испытаний от 04 марта 2009г.) и (ОАО «Хлебозавод №3 г. Краснодара») (акты испытаний от 25 мая 2012г).

Разработаны и утверждены ТУ 9293-343-02067862-2013 на муку, полученную из семян тыквы сорта Голосеменная.

Разработан и утвержден комплект технических документов на хлеб пшеничный «Богатырь» ТУ 9114-255-02067862-2009, ТИ 9114-255-020678622009 по производству хлеба «Богатырь», РЦ 9114-255-02067862-2009.

Разработан и утвержден комплект технических документов на хлеб ржано-пшенйчный с МТ «Изысканный» ТУ 9113-331-02067862-2012, ТИ 9113-066-02067862-2012 по производству хлеба «Изысканный», РЦ 9113-33102067862-2012.

На основе выполненных исследований разработаны и запатентованы способ приготовления хлебобулочного изделия и линии приготовления теста из пшеничной муки безопарным способом с использованием МТ, приготовления жидкой закваски и теста из ржаной и ржано-пшеничной муки.

На защиту выносятся следующие положения:

- результаты исследования химического состава и показатели безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае;

- технологические приемы получения муки из семян тыквы (МТ) сорта Голосеменная с различными размерами частиц и установленное ее влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки первого сорта и муки ржаной обдирной;

- установленное влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, на подъемную силу прессованных дрожжей в зависимости от размера частиц муки;

- результаты исследования влияния МТ, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, на показатели качества полуфабрикатов, используемых при производстве пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба;

- результаты исследования влияния МТ на микрофлору жидкой ржаной закваски;

- установленные наиболее рациональные этапы и эффективный способ внесения МТ с учетом достижения необходимых физико-химических и орга-нолептических характеристик пшеничного и ржано-пшеничного хлеба;

- результаты исследования влияния МТ на сохранение свежести пшеничного и ржано-пшеничного хлеба;

- усовершенствованные технологии и разработанные рецептуры приготовления пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная;

- результаты оценки пищевой и энергетической ценности пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- результаты производственной апробации разработанных технологий;

- разработанные комплекты технической документации на МТ и на новые сорта пшеничного и ржано-пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности;

- результаты ожидаемого экономического эффекта от внедрения в производство усовершенствованных технологий реализации новых сортов хлеба.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И ЗАРУБЕЖНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Тенденции развития производства хлеба из пшеничной и смеси ржаной и пшеничной муки

Ломоть хорошо испеченного хлеба - величайшее достижение человеческого ума: в нем воплощены все достижения сельского хозяйства, вся мощь современной техники, мукомольной промышленности, достижения химии, биохимии, теплофизики, на которых базируется современное хлебопечение (К. А. Тимирязев).

Хлеб в России всегда был понятием государственным. Веками служил он символом жизни и власти, это он - мерило национального богатства и в прошлом, и в настоящем.

Хлеб в понятии русского человека всегда был выпечен из ржаной муки, и черный хлебушек наш российский народ на самые сладкие коврижки поменять не в силах. Вкус нашего ржаного хлеба несравненно лучше и богаче любого хлеба в мире - это уже признано всеми.

Последние годы ознаменовались значительными изменениями в структуре ассортимента хлебопекарной продукции, вырабатываемой в стране. Значительное увеличение доли хлебопекарной продукции, вырабатываемой предприятиями малой мощности (пекарнями), по сравнению с долей продукции, вырабатываемой хлебозаводами, рассматриваемое поначалу как положительное явление, несет с собой и негативные последствия. К числу нежелательных последствий, связанных с уменьшением доли продукции, вырабатываемой крупными хлебозаводами, следует отнести сокращение производства изделий из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. Несомненно, что создание современных технологий приготовления ржаных и ржано-пшеничных полуфабрикатов является значительным достижением отечественного хлебопечения. Однако целиком воспроизвести эти технологии пред-

ставляется возможным, как правило, в условиях достаточно крупных предприятий.

В промышленном хлебопечении работают квалифицированные технологи, установлены специализированные технологические линии для выработки ржаного и ржано-пшеничного хлеба, применяются технологии с использованием биологических заквасок, которые готовятся с применением чистых культур молочнокислых бактерий, а также дрожжей. Эти преимущества предопределяют выпуск ржаного хлеба с привычными для российского потребителя характеристиками, особенно вкусом и ароматом.

В пекарнях, которые оснащены, как правило, оборудованием для выработки изделий из пшеничной муки, вырабатывать ржаной хлеб с привычными для потребителя характеристиками достаточно трудно. Причинами этих трудностей являются конструктивные особенности оборудования, недостаточность производственных площадей, сложность технологии, отсутствие квалифицированных специалистов. Следует также отметить недостаточную проработку нормативной документации на хлеб из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки, вырабатываемый в условиях предприятий малой мощности.

Использование при выработке ржаного хлеба разнообразных сухих заквасок (подкислителей) импортного производства, появившихся в последние годы в значительном количестве на рынке, не позволяет получать изделия с привычными для российского потребителя характеристиками.

В последние Юлет на российском рынке появился хлеб, характерный для ряда стран Европы, из смеси ржаной и пшеничной муки с достаточным объемом, развитой пористостью, пониженной кислотностью, а также невыраженным вкусом и ароматом.

Выпуск такого хлеба был обусловлен резким расширением сети малых пекарен, оснащенных импортным оборудованием с соответствующим зарубежным технологическим обеспечением, и достаточно агрессивной политикой внедрения на российский рынок импортного сырья, в то�