Введение к работе
Актуальность работы. Традиционными технологиями приготовления пшеничного теста являются опарные и безопарные способы производства, которые предусматривают длительное брожение полуфабрикатов – от 3,5 до 7 часов. Такое брожение, хотя и обеспечивает хорошее качество хлеба, но имеет ряд недостатков – высокий, до 3-х процентов расход сухих веществ при брожении, использование для этих целей емкостного оборудовании больших объемов, необходимости круглосуточного режима производства. При этом данная технология не обеспечивает длительный срок хранения готовых изделий.
В настоящее время для увеличения сроков хранения хлеба применяют различные хлебопекарные улучшители и пищевые добавки, недостатком которых является их высокая стоимость.
Интенсификация процесса брожения теста, рациональное использование сырьевых ресурсов и увеличение сроков хранения хлеба позволит повысить рентабельность производства и на сегодняшний день является актуальной задачей.
Сокращение продолжительности брожения теста может быть достигнуто за счет повышения бродильной активности дрожжей, а увеличение сроков хранения готовых изделий – за счет микробиологической стабильности хлеба.
Одним из факторов, повышающим бродильную активность дрожжей, является дополнительное внесение углеводного и азотистого питания, которые зависят от гидролиза крахмала и белков муки, который в свою очередь обусловлен кислотностью питательной среды.
Фактором, обеспечивающим микробиологическую стойкость хлеба при хранении, является кислотность среды, повысить которую можно за счет дополнительного внесения органических кислот, на стадии приготовления теста.
Одним из продуцентов органических кислот является чайный гриб Medusomyces gisevi, который широко используется в медицине и косметологии. Гриб представляет собой толстую слоистую плёнку, плавающую на поверхности жидкой питательной среды – культуральной жидкости чайного гриба. Мицелиальная пленка гриба состоит из культуры двух находящихся в симбиотических отношениях микроорганизмов: дрожжей и уксуснокислых бактерий.
Эффективность применения культуральной жидкости чайного гриба как напитка против многих болезней упоминается в работах Guenther W. F, антибактериальные и антибиотические свойства гриба установили Г.А. Шакарян и Л.Т. Даниелова, сведения об использовании культуральной жидкости в качестве закваски при производстве кисломолочных напитков и молочнобелковых продуктов можно найти в работах Арсеньевой Т.П.
Использование культуральной жидкости как источника органических кислот с целью интенсификации процесса созревания теста и повышения микробиологической стойкости готового изделия может быть эффективно в технологии приготовления пшеничного хлеба.
При использовании гриба Medusomyces gisevi в технологии приготовления пшеничного хлеба потребуется примерно 50 литров продуктов его метаболизма на 1 т хлеба. Поэтому могут возникнуть трудности с получением необходимого количества культуральной жидкости. Для решения этой проблемы необходимо налаживание промышленного производства продукта. Однако для этого потребуется знание кинетики протекания метаболических процессов в период развития гриба. Такие исследования, также как и влияние чайного гриба на процесс приготовления хлеба, ранее не проводились.
В связи с указанными обстоятельствами цель и задачи исследований можно сформулировать следующим образом.
Цель и задачи исследований. Цель работы - исследовать влияние культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi на процесс приготовления, качество, микробиологическую стабильность и черствение пшеничного хлеба; разработать технологию пшеничного хлеба с применением культуральной жидкости данного гриба.
Для достижения цели решались следующие задачи:
– изучить кинетику биологических процессов при культивировании гриба Medusomyces gisevi;
– определить физико-химические и микробиологические показатели культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi;
– исследовать влияние культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi на процесс приготовления пшеничного хлеба;
– исследовать влияние культуральной жидкости на черствение и микробиологическую стабильность пшеничного хлеба при хранении;
– разработать технологию и техническую документацию на производство пшеничного хлеба с применением культуральной жидкостью гриба Medusomyces gisevi.
Научная новизна работы заключается в следующем:
– выявлены кинетические закономерности протекания биологических процессов при культивировании гриба Medusomyces gisevi и получены уравнения, описывающие их;
– показано, что в состав культуральной жидкости входят органические кислоты, амилолитические и протеолитические ферменты;
–установлена эффективность применения культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi в технологии приготовления хлеба из пшеничной муки;
–установлено, что культуральная жидкость улучшает физико-химические, органолептические показатели качества пшеничного хлеба, повышает сжимаемость мякиша;
– показано, что культуральная жидкость повышает бродильную активность дрожжей и сокращает продолжительность брожения теста;
– доказано, что культуральная жидкость повышает микробиологическую стабильность, в том числе ингибирует развитие картофельной болезни, и увеличивает срок годности пшеничного хлеба.
Практическая значимость.
Обоснованы технологические параметры культивирования гриба и предложена схема производства культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi.
Применение культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi при производстве хлеба из пшеничной муки позволяет продлить срок годности на 3-5 сут, а также улучшить потребительские свойства готовых изделий.
На основании результатов исследований разработана техническая документация по производству пшеничного хлеба с применением культуральной жидкости. Проведена промышленная апробация разработанной технологии пшеничного хлеба на «Сосновском хлебозаводе» Приозерский р-н, Ленинградская область. Результаты подтверждены актами и справками о внедрении.
Экономический эффект от уменьшения дозировки дрожжей и в отсутствии необходимости внесения улучшителей для сохранения свежести и микробиологической стойкости изделий при хранении в рецептуре пшеничного хлеба с культуральной жидкостью гриба Medusomyces gisevi составил на 1 тонну изделий 310 рублей. На технологию пшеничного хлеба с применением культуральной жидкости получен патент №2430526 от 19.04.2010 г «Способ производства пшеничного хлеба».
Апробация работы. Результаты работы были представлены на международном агропромышленном конгрессе, Санкт-Петербург, 2009г; на ХI международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии», Казань, 2010г; на III Всероссийской конференции аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека», г. Кемерово, 2010г; на научно-технических конференциях СПбГУНиПТ, 2008-2009 гг.; конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГУНиПТ, 2010–2012 гг.; на II Всероссийском конгрессе молодых ученых «Биотехнологии и ресурсосберегающие инженерные системы», Санкт-Петербург, 2013г.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 печатных
работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, получен 1 патент РФ.
Научные положения, выносимые на защиту:
–результаты исследований кинетики протекания биологических процессов при культивировании гриба Medusomyces gisevi
– компонентный состав культуральной жидкости;
– экспериментальные данные по влиянию культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi на качество, микробиологическую стабильность и технологические параметры производства хлеба из пшеничной муки;
–технология пшеничного хлеба с применением культуральной жидкости гриба Medusomyces gisevi
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающей 129 источников, из них 23 - иностранных и приложений. Диссертация содержит 82 страницы машинописного текста, 20 иллюстраций и 18 таблиц.
