Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 7
1.1 Использование нетрадиционного растительного сырья в технологии производства хлебобулочных изделий 7
1.2 Преимущества и область применения порошкообразных продуктов 14
1.3 Источники и химические свойства пищевых волокон 16
1.4 Физиологическая роль пищевых волокон 21
1.5 Технологические свойства пищевых волокон и возможность их использования при производстве хлебобулочных изделий 25
1.6 Морфо - ботаническая характеристика, биохимический состав и пищевая ценность гороха 27
1.6.1 Использование створок гороха в производстве продуктов питания 34
2 Объекты и методы исследования 38
2.1 Организация работы и схема проведения исследования 38
2.2 Объекты исследования 40
2.3 Методы исследования 41
3 Экспериментальная часть 49
3.1 Исследование биохимического состава и безопасности компонентов рецептур 49
3.1.1 Технология получения добавки из створок зеленого горошка 50
3.2 Сравнительное исследование биохимических характеристик и безопасности добавки из створок зеленого горошка и пшеничной муки 52
4 Разработка технологии и рецептур приготовления хлебобулочных изделий профилактического назначения с использованием добавки из створок зеленого горошка 66
4.1 Влияние добавки из створок зеленого горошка на хлебопекарные свойства пшеничной муки и реологические свойства теста 66
4.1.1 Исследование влияние добавки из створок зеленого горошка на газообразующую способность муки 71
4.1.2 Исследование влияния различных дозировок добавки из створок зеленого горошка на качество хлебобулочных изделий 72
4.1.3 Влияние способов внесения добавки из створок зеленого горошка на качество готовых хлебобулочных изделий 74
4.2 Разработка технологии и рецептур булочных изделий с добавкой из створок зеленого горошка 77
4.3 Влияние добавки, получаемой из створок зеленого горошка, на химический состав, энергетическую ценность и безопасность изделий 85
4.4 Определение удовлетворения суточной потребности организма человека в пищевых веществах и энергетической ценности при употреблении разработанных изделий 91
4.5 Содержание пигментов в исследуемых изделиях 95
4.6 Микробиологический анализ исследуемых изделий 96
4.7 Исследование возможности применения разработанных булочных изделий в профилактическом питании 97
5 Оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических решений 105
Общие выводы 111
Список используемой литературы 113
Приложения 131
- Использование нетрадиционного растительного сырья в технологии производства хлебобулочных изделий
- Сравнительное исследование биохимических характеристик и безопасности добавки из створок зеленого горошка и пшеничной муки
- Разработка технологии и рецептур булочных изделий с добавкой из створок зеленого горошка
- Оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических решений
Использование нетрадиционного растительного сырья в технологии производства хлебобулочных изделий
В последние годы в связи с внедрением безотходных технологий и комплексной переработки сельскохозяйственного сырья получены новые пищевые продукты с полноценным химическим составом, содержащие биологически активные вещества, которые могут служить ценной добавкой при производстве хлеба. Это новое нетрадиционное сырье может применяться для повышения пищевой ценности хлеба, улучшения его органолептических и физико-химических показателей, создания новых изделий лечебно-профилактического назначения; интенсификации технологического процесса приготовления хлеба; использоваться как улучшитель при переработке муки из некондиционного зерна или при введении в тесто компонентов, отрицательно действующих на потребительские качества хлеба [42].
Применение в хлебопекарном производстве нетрадиционного сырья определяет необходимость оценки его химического состава, физиологической необходимости в рецептуре хлеба; выяснения взаимосвязи с другими компонентами теста с целью разработки эффективной технологии их использования, создания новых видов изделий с целенаправленными свойствами.
Многие растительные источники содержат биологически активные вещества, способные оказывать благоприятное действие на организм человека. Особое внимание исследователей привлекают красный клевер, люцерна и другие травы. В Пятигорском фармацевтическом институте разработана технология получения муки из клевера, скошенного в период цветения. Разработаны рецептуры хлебобулочных изделий (булочка «Луговая» и др.), выработанных с добавлением к пшеничной муке 3-4% муки из клевера или водно-спиртовых экстрактов из нее. Изделия с такой добавкой рекомендованы для лечебных целей [86]. В США запатентован способ приготовления хлеба с добавкой люцерны в количестве 3,5-10%. В муке из сухой люцерны содержится 10,3% протеина. Пе ревариваемость добавки составляет 70-80% [41].
Установлена возможность использования при производстве хлеба свежих листьев сельдерея, зеленого лука, подорожника и крапивы в дозировке до 0,5% к массе муки. При этом улучшаются вкусовые и ароматические свойства хлеба, повышается пористость, замедляется его черствение [87].
В настоящее время обобщены исследования по использованию лечебного растения стахис в производстве хлеба и мучных кондитерских изделий. Лекарственные свойства стахиса обусловлены наличием в них множества химических элементов. Порошок из клубней стахиса применяют в технологии приготовления хлеба из пшеничной муки и сахарного печенья. Установлено, в муку можно добавлять до 10% порошка из клубней стахиса. При этом интенсифицируется газо - и кислотонакопление в процессе брожения теста, в связи с чем длительность его приготовления сокращается на 10-15 мин. Порошок изменяет структурно-механические характеристики теста. Хлеб и кондитерские изделия с добавкой порошка из клубней стахиса можно отнести к продуктам питания лечебно-профилактического назначения, т.к. в них установлено повышенное содержание селена [86].
В производстве хлебобулочных изделий также широко используют бобовую муку. По вкусу она напоминает муку из стручковых растений. Необходимая дозировка бобовой муки 5-7,5% к массе пшеничной муки. При ее добавлении улучшается пластичность пшеничного теста, повышается биологическая ценность хлеба [42].
Использование 15% соевой муки вместо эквивалентного количества пшеничной муки при производстве хлебобулочных изделий позволяет обогатить белком готовый продукт, увеличить продолжительность хранения, вследствие снижения усушки хлебопродуктов [55].
Белковым обогатителем при производстве хлеба может также служить фасолевая мука, содержащая в среднем 25,5% белка. Результаты научных исследований, проведенные в Англии, свидетельствуют, что при выпечке пшеничного хлеба целесообразно добавлять к пшеничной муке не более 10% муки из фасоли. При этом увеличивается водопоглотительная способность теста, снижается продолжительность замеса и стабильность теста. При выработке сдобных изделий из пшеничной муки можно заменять 35% пшеничной цельно-смолотой муки мукой из фасоли, обжаренной при 270 С. Такая добавка не ухудшает аромат, цвет и состояние мякиша хлеба, а хлеб содержит на 25% больше белка, чем хлеб из пшеничной муки [41].
В качестве дешевого источника полноценного растительного белка рекомендуют использовать гороховую муку. По данным института питания АМН РФ, для обеспечения соотношения белков и углеводов в хлебе, близкого к оптимальному, гороховую муку следует добавлять в количестве 20-25% к массе пшеничной муки. Проведенные физиологические исследования показали хорошую усвояемость хлеба с гороховой мукой и сбалансированность его белка по аминокислотному составу [41].
В Московском государственном университете пищевых производств разработан способ приготовления теста с добавлением белковой пасты, полученной из гидротермически обработанного и измельченного гороха. Паста по консистенции и внешнему виду напоминает творог, имеет приятный вкус. Ее получают ферментацией гороховой муки комплексом молочнокислых бактерий Дельбрюка. Пасту добавляют в количестве 10-20 % к массе муки при замесе теста. Поскольку гороховая мука имеет низкую газоудерживающую способность, для улучшения качества хлеба в тесто вносят эмульсию, в состав которой входят: сахар до 2%, фосфатидный концентрат до 1,5%, растительное масло до 2%. В хлебе, полученном таким способом, увеличивается содержание белка на 2-3% [62].
Исследование влияния пастообразного обогатителя на качество и сохранение свежести булочных изделий проводили и на Останкинском хлебокомбинате. Тесто готовили на большой густой опаре с внесением обогатителя в дозировке 15% к массе муки при замесе теста. Изделия с обогатителем имели хорошо разрыхленный, тонкостенный мякиш, большой удельный объем, приятный вкус и запах без бобового привкуса [30].
В Воронежской государственной технологической академии запатентован способ производства хлебобулочных изделий с внесением композитной смеси в количестве 17% к массе муки с водой температурой 40 С. В качестве композитной смеси используют смесь гороховой, пшенной, рисовой и гречневой муки в соотношении 1,5:1,0:0,4:0,5 или 1,1:1,4:0,4:0,5. Предложенный способ производства хлеба позволяет получить изделия повышенной, в том числе биологической, ценности за счет обогащения его белковыми и минеральными веществами, пищевыми волокнами, витаминами группы В, улучшить качество изделий по органолептическим и физико-химическим показателям, увеличить срок хранения [134].
ВНИИХП рекомендует способ приготовления теста с добавлением гороховой муки, которую заваривают горячей водой (температура 90 - 95С) в соотношении 1:2,5. Полученную заварку выдерживают 5-7 мин. под вакуумом и ферментируют комплексом молочнокислых бактерий штаммов Аб, Bg, В27. Для этого к заварке добавляют заранее приготовленную гороховую закваску в соотношении 3:1. Ферментацию проводят 2,5 - 3 ч до кислотности 9-10 град. Тес-топриготовление ведется опарным способом. Гороховую муку в виде ферментированной закваски вносят при замесе теста, в которое добавляют 3% дрожжей. Замес теста проводят 15-20 мин до получения однородной массы. Расстой-ку и выпечку изделий проводят при обычных технологических режимах. По этой технологии рекомендуется выпекать хлеб с добавлением 25% гороховой муки к массе пшеничной. Готовые изделия не имеют запаха и привкуса гороховой муки, отличаются эластичным нежным мякишем [42].
В США запатентован способ приготовления пшеничного хлеба с добавлением гороховой муки. При этом способе в тесто вносят заменитель молока, состоящий из гороховой муки и свежей молочной сыворотки. Количество гороховой муки в смеси составляет от 5 до 75%. Установлено, что интенсивность брожения увеличивается [41]. Из зерна гороха получен белково-крахмальный улучшитель, который может быть использован в качестве обогатителя хлебопекарных, кондитерских и макаронных изделий. Для его производства горох смешивают с крахмалом, смесь увлажняют раствором йодата калия и проводят её гидротермическую обработку в экструдере. При этом происходят окисление крахмала и дезодорация гороха, их набухание. В процессе экструзии горох измельчается. Получаемая смесь по технологическим свойствам приближается к муке и может быть использована как улучшитель и обогатитель [54].
На Всемирном конгрессе по проблемам использования растительных белков на пищевые и кормовые цели, прошедшем в США в 1991 г, в качестве важного резерва белковых веществ высокого качества был признан люпин. Потенциальной сферой применения продуктов переработки семян люпина и прежде всего муки, обогащенной белком люпина с большим содержанием пищевых волокон, может служить производство хлеба, мучных кондитерских и макаронных изделий [44,73,108].
В последние годы многие отечественные и зарубежные исследователи уделяют большое внимание применению в хлебопекарном производстве овощных и фруктово-ягодных добавок. Учитывая богатый химический состав, ценные вкусовые и биологические свойства продуктов из овощей, плодов и ягод, их можно использовать для обогащения хлебобулочных изделий такими веществами, как витамины, микро- и макроэлементы, ПВ, снижающими калорийность изделий и улучшающими их минеральный состав [15,79,194].
Между тем в агропромышленном комплексе Российской Федерации недостаточно полно используются вторичные сырьевые ресурсы плодоовощной промышленности. К ним относятся отходы, не потерявшие пищевой ценности: некондиционные по размерам фрукты и овощи, жом, меласса, шрот, выжимки, плодовая мезга, семена и косточки. Комплексное использование отходов производства и побочных продуктов позволит получить дополнительные резервы сырья [15].
Сравнительное исследование биохимических характеристик и безопасности добавки из створок зеленого горошка и пшеничной муки
Сравнительный анализ результатов исследования биохимического состава добавки, полученной из створок зеленого горошка, и муки пшеничной хлебопекарной высшего и первого сорта представлен в данном разделе.
Содержание общего белка определяли по количеству общего азота путем умножения найденного процентного содержания азота на соответствующие коэффициенты пересчета (для пшеничной муки обоих сортов - 5,83 и для порошка - 6,25). Полученные результаты приведены в таблице 3.3Данные о содержании заменимых и незаменимых аминокислот представлены на рисунках 3.2 и 3.3.
Полученные данные показывают, что порошок из створок зеленого горошка по сумме аминокислот превосходит муку пшеничную хлебопекарную высшего и первого сорта в 1,3 и 1,2 раза соответственно.
По сумме заменимых аминокислот добавка, полученная из створок зеленого горошка на 15,3 и 13,6% больше суммы данных аминокислот в пшеничной муке хлебопекарной высшего и первого сорта соответственно.
Из заменимых аминокислот в наибольшем количестве в порошке из створок горошка обнаружены (мг/100 г с. в.): аланин (811), аргинин (1512), аспара-гиновая кислота (1621), серии (780), а в наименьшем - гистидин (347) и пролин (следы).
Сумма незаменимых аминокислот в порошке из створок зеленого горош 55 ка (мг%) составила 6358, что на 48,3 и 41,3% больше, чем в муке пшеничной высшего и первого сорта соответственно.
В наибольшем количестве из незаменимых аминокислот в порошке из створок зеленого горошка содержатся (мг/100 г св.): лизин (1529), лейцин (1216), изолейцин (777), фенилаланин +тирозин (1233), а в наименьшем: ме тионин + цистин (365) и триптофан (93).
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что по аминокислотному составу добавка, полученная из створок зеленого горошка превосходит муку пшеничную обоих сортов по многим аминокислотам. Так, белки пшеничной муки содержат незначительное количество лизина и треонина, но эти аминокислоты в большом количестве присутствуют в белках порошка из створок горошка. Поэтому целесообразно использовать исследуемый порошок в сочетании с пшеничной мукой, что обеспечит комплиментарный состав белка и ликвидирует дефицит лимитирующих аминокислот. Биологическую ценность белков объектов исследования определяли путем расчета аминокислотных скоров. Результаты представлены в таблице 3.5.
Как показывают приведенные данные, в белках порошка из створок зеленого горошка аминокислотный скор (в %) более 100 имеют: изолейцин (128), лейцин (114), фенилаланин + тирозин (137), треонин (326) и лизин (183).
Определение аминокислотного скора показало, что белки порошка содержат больше, чем белки муки пшеничной высшего и первого сорта: изолей-цина - на 14,3 и 2,4%, треонина - на 0,6 и 6,1% соответственно. Лейцина в белках порошка содержится на 5,0% меньше, чем в белках пшеничной муки высшего сорта, и на 2,7% больше, чем первого сорта. Сумма фенилаланина и тирозина в белках порошка больше, чем в белках муки высшего сорта, на 5,4%, но меньше, чем в белках муки первого сорта, на 3,5%. Белки порошка из створок зеленого горошка дефицитны по содержанию суммы метионина и цистина (скор 69%) и триптофана (скор 60%).
Таким образом, порошок, полученный из створок зеленого горошка, можно рассматривать как белковую обогащающую добавку и использовать её при производстве хлебобулочных изделий, заменяя часть пшеничной муки порошком, что, возможно, приведет к повышению биологической ценности изделий.
Далее в работе было изучено содержание липидов и жирнокислотного состава объектов исследования. В добавке, полученной из створок зеленого горошка, пшеничной муке высшего и первого сорта количество липидов составило 0,6; 1,2 и 1,5% соответственно.
Сравнительная характеристика жирнокислотного состава добавки из створок зеленого горошка и пшеничной муки хлебопекарной (в % от суммы жирных кислот) представлена в таблице 3.6.
Изучение жирнокислотного состава позволило установить наличие в добавке из створок зеленого горошка непредельных жирных кислот (олеиновая, линолевая и линоленовая), в количестве 83,3% от общего количества жирных кислот, что превышает содержание последних в пшеничной муке обоих сортов на 1,6 и 2,8% соответственно.
Из предельных кислот в порошке обнаружено пальмитиновой кислоты меньше, чем в пшеничной муке высшего и первого сорта, на 17,8 и 22,8% соответственно. По содержанию стеариновой кислоты порошок практически не отличается от пшеничной муки обоих сортов. В порошке из створок зеленого горошка определена арахиновая кислота в количестве 1,4%, а в пшеничной муке она отсутствует.
Результаты, представленные в таблице, показывают, что соотношение линолевой и линоленовой кислот в добавке, полученной из створок зеленого горошка, составляет 10,1:1. По данным Института питания РАМН такое соотношение этих кислот рекомендовано для людей пожилого возраста и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями [36].
Также был изучен углеводный состав порошка из створок зеленого горошка (таблица 3.7) и проведен его сравнительный анализ с углеводным составом пшеничной муки (таблицаЗ.1).
Полученные данные показывают, что порошок из створок зеленого горошка превосходит муку пшеничную высшего и первого сорта по содержанию углеводов, за исключением крахмала. В порошке из створок зеленого горошка содержится целлюлозы - 47,2%, а гемицеллюлоз — 4,3%, что значительно превышает их количество в пшеничной муке хлебопекарной обоих сортов.
Кроме того, в добавке из створок зеленого горошка были обнаружены пектиновые вещества - 5,6 %, которые, как известно из литературных источников, обладают детоксицирующими свойствами, т.к. способны связывать токсичные элементы и радионуклиды и выводить их из организма человека [100].
Так как при разработке технологии хлебобулочных изделий предлагается введение в рецептуру добавки из створок зеленого горошка, представляло интерес изучить её витаминный состав и сравнить с составом витаминов пшеничной муки хлебопекарной высшего и первого сорта. Результаты исследований приведены в таблице 3.8.
Анализ полученных данных показал, что порошок из створок зеленого горошка превосходит муку пшеничную высшего и первого сорта по содержанию исследуемых витаминов. В нём обнаружено водорастворимых витаминов больше, чем в муке пшеничной высшего и первого сорта: тиамина (Ві) в 2,5 и 1,6 раза; рибофлавина (Вг) - в 3,0 и 1,7 раза; ниацина (РР) - в 12,6 и 7,0 раза; холина (В4) - в 5,0 и 3,5 раза соответственно.
В порошке, в отличие от муки пшеничной, обнаружен Р-каротин, который является провитамином А, антиоксидантом и эффективным профилакти 60 ческим средством при онкологических и сердечно-сосудистых заболеваниях, защищает организм от воздействия радиации [18,199].
Таким образом, полученные результаты показывают, что добавка, полученная из створок зеленого горошка, является богатым витаминным источником и её введение в рецептуру, возможно, повысит содержание витаминов в хлебобулочных изделиях.
Как известно зеленый горошек отличается высоким содержанием кароти-ноидов и хлорофилла, активной частью которого является магний, поэтому представляло интерес определить их количество в добавке из створок зеленого горошка. Полученные данные качественного состава и количественного содержания пигментов представлены в таблице 3.9.
Разработка технологии и рецептур булочных изделий с добавкой из створок зеленого горошка
Проведенные исследования позволили разработать рецептуры булочек «Оздоровительная» и «Атлантика», обогащенных добавкой, полученной из створок зеленого горошка, а также технологические режимы и параметры приготовления данных изделий, представленные в таблицах 4.6 - 4.9. Технология приготовления булочек «Оздоровительная» и «Атлантика» на основе неосахаренной заварки из части пшеничной муки и части добавки, полученной из створок зеленого горошка Данная технология предусматривает производство разработанных булочек «Оздоровительная и «Атлантика», вырабатываемых из пшеничной муки хлебопекарной первого сорта и добавки из створок зеленого горошка, где предусматривается заваривание части пшеничной муки и части добавки.
На хлебозавод пшеничную муку первого сорта доставляют в автомуковозах. Через приемный щиток ХЩП-2 (1) мука аэрозольтранспортом подается на хранение в силоса ХЕ-160А (2), снабженные встряхивающими фильтрами М-102 (3). Добавка из створок зеленого горошка доставляется на предприятие в бумажных пакетах и хранится тарным способом. Перед использованием пшеничную муку с помощью роторного питателя М-122 (4) подают в просеиватель Ш2-ХМВ (5), где она очищается от посторонних примесей, затем взвешивается на автовесах ДМ-100 (6) и загружается в производственный бункер ХЕ-63В (8).
Приготовление заварки осуществляется в заварочной машине Х32М-300 (10), куда подается вода с температурой 95 С, пшеничная мука из производственного бункера ХЕ-63В (8), отвешиваемая автовесами МД-100 (9) и добавка из створок зеленого горошка. Полученную водно-мучную смесь тщательно перемешивают в течение 10 минут и перекачивают насосом (12) в чан РЗ-ХЧД (11), где температура заварки с 80-85 С уменьшается до 35С.
Замес теста осуществляется в тестомесильной машине А2-ХТБ (14), где в дежу Т1-ХТ2Д (13) вносится сахарный и солевой растворы, дрожжевая суспензия, охлажденная заварка и другое сырье по рецептуре. Оставшаяся части муки пшеничной первого сорта подается из производственного бункера ХЕ-63В (8) через весы МД-100 (9), а оставшийся порошок из створок зеленого горошка отвешивается на напольных весах и подается на замес вручную. Брожение теста осуществляется в деже Т1-ХТ2Д (13) в течение 100-110 мин.
Выброженное тесто из дежи с помощью дежеопрокидываетеля А-2-ХПД1 (15) выгружается в воронку делительно-округлительной машины А2-ХЛ2-С9 (16). Сформованные тестовые заготовки укладываются на металлические листы, предварительно смазанные жиром, которые помещаются на люльки расстойного шкафа Г4-ХРГ-76 (17). По окончании расстойки листы с заготовками, смазанные меланжем, помещаются на под печи ХП1М-32 (18). Выпеченные изделия по транспортеру готовой продукции (19) направляются на циркуляционный стол (20), откуда вручную укладываются в лотки контейнеров ХКЛ-18 (21) и направляются в остывочное отделение.
Технологическая схема производства булочек «Оздоровительная» и «Атлантика», вырабатываемых безопарным способом с введением заварки из части пшеничной муки первого сорта и части добавки, полученной из створок зеленого горошка, приведена на рисунке 4.7. Из рисунка 4.5 следует, что для булочки «Оздоровительная» оптимальными условиями являются замес в течение Юмин при температуре брожения 30 С. Исследование показало, что при этой же температуре для контроля продолжительность замеса составляет 15 мин.
Также было проведено исследование зависимости продолжительности брожения от титруемой кислотности и влажности теста. Для данной зависимости с помощью метода наименьших квадратов получена следующая аналитическая формула: т = 104,1 + 0,570хТ - 1,686хВ + 0,036ТхВ - 0,0080хТ2 - 0,0348хВ2 где: т - продолжительность брожения, мин; В - влажность теста, %; Т - титруемая кислотность, град. График полученной зависимости изображён на рисунке 4.6
Из рисунка следует, что для булочки «Оздоровительная» оптимальными условиями являются брожение при титруемой кислотности 3,3% и влажности 35,7% в течении 100 мин. Сравнительный анализ показал, что при этой же влажности и титруемой кислотности продолжительность брожения контрольной пробы составил 125 мин. Таким образом, внесение добавки, полученной из створок зеленого горошка способствует сокращению времени брожения теста.
Оценка качества булочек «Оздоровительная и «Атлантика» по органолеп-тическим показателям приведена в приложении В.
Оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических решений
Расчет экономического эффекта Расчет экономической эффективности от внедрения новой продукции начинается с расчета себестоимости сырья, расходуемого на производство новой продукции. Расчет затрат на сырье на 1т продукции представлен в таблице 5.1. Расчет экономических показателей свидетельствует о снижении себестоимости разработанных изделий по сравнению с контрольными. Розничная цена 1т продукции булочки «Оздоровительная» и «Атлантика» снижается на 491 и 455 руб. соответственно Ожидаемая прибыль от реализации булочки «Оздоровительная» составит 6264,91руб., а «Атлантика» - 6209,03 руб. на 1 т готовой продукции.
От выполненной работы, помимо экономического, ожидается социальный эффект, который определяется расширением ассортимента хлебобулочных изделий, обладающих профилактическими свойствами. Промышленное производство и потребление разработанных изделий способствует коррекции дефицита пищевых волокон, незаменимых аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов и, как следствие, улучшению состояния здоровья.
