Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
1.1 Вода, ее структура и свойства 11
1.2 Влияние различных способов обработки на свойства и структуру воды 19
1.3 Роль воды в технологии хлебобулочных изделий 28
1.4 Обработка воды специальными методами, используемыми в хлебопечении 34
1.5 Способы водоподготовки 40
1.5.1 Обработка воды методом плазмохимической активации 47
1.5.2 Обработка воды аквадиском 51
1.5.3 Обработка воды ультрафиолетовым излучением 53
Заключение по обзору литературы 56
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 58
2.1 Сырье и материалы исследований 58
2.2 Методы исследований, применявшиеся в работе
2.2.1 Методы исследований свойств сырья 58
2.2.2 Методы исследований свойств полуфабрикатов 59
2.2.3 Методы исследований готовых изделий 59
2.2.4 Специальные методы исследований
2.2.4.1 Методы обработки воды 61
2.2.4.2 Методы определения физико-химических свойств обработанной воды 68
2.2.4.3 Способы приготовления полуфабрикатов и готовых изделий 70
2.2.4.4 Методы определения реологических свойств полуфабрикатов хлебопекарного производства 71
2.2.4.5 Метод исследования микроструктуры теста 72
2.2.4.6 Методы проведения микробиологических исследований 73
2.2.4.7 Метод математической обработки результатов исследований 78
2.3 Характеристика сырья, применявшегося в исследованиях 78
2.4 Результаты исследований и их анализ 80
2.4.1 Выбор и обоснование методов обработки воды в производстве хлебобулочных изделий 80
Заключение по разделу
2.4.2 Исследование свойств воды, обработанной методом плазмохимической активации и аквадиском 86
Заключение по разделу
2.4.3 Исследование влияния обработанной воды на свойства сырья 93
2.4.3.1 Исследование влияния обработанной воды на подъемную силу хлебопекарных дрожжей 93
2.4.3.2 Исследование влияния обработанной воды на силу муки 94
2.4.3.3 Исследование влияния обработанной воды на газообразующую способность муки 97
Заключение по разделу
2.4.4 Исследование влияния обработанной воды на реологические свойства теста 99
2.4.4.1 Исследование влияния обработанной воды на свойства теста с применением фаринографа Брабендера 99
2.4.4.2 Исследование влияния обработанной воды на реологические свойства теста с использованием прибора «Реотест-2» 101
2.4.4.3 Исследование влияния обработанной воды на свойства теста по показателю расплываемости шарика теста 107
Заключение по разделу
2.4.5 Исследование влияния обработанной воды на качество хлебобулочных изделий 109
Заключение по разделу 112
2.4.6 Исследование микроструктуры теста, приготовленного с применением воды, обработанной выбранными методами 113
Заключение по разделу 115
2.4.7 Исследование влияния обработанной воды на микробиологическую чистоту хлебобулочных изделий 116
Заключение по разделу
2.4.8 Исследование влияния обработанной воды на качество хлебобулочных изделий, приготовленных из муки с пониженными хлебопекарными свойствами 126
Заключение по разделу
2.4.9 Исследование влияния обработанной воды после хранения на свойства сырья и качество
хлебобулочных изделий 130
Заключение по разделу 2.4.9 135
2.4.10 Исследование влияния воды, обработанной ультрафиолетовым излучением, на свойства сырья и качество хлебобулочных изделий 135
Заключение по разделу 2.4.10 139
2.4.11 Расчет экономической эффективности и разработка рекомендаций по использованию обработанной воды в технологии хлебобулочных изделий 139
Заключение по разделу 2.4.11 145
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 146
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 149
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время одним из важнейших направлений в развитии пищевой промышленности является создание экологически безопасных продуктов питания, что непосредственно связано с обеспечением здоровья людей в современных условиях. Качество продуктов во многом определяется качеством используемого сырья, что актуально в производстве хлебобулочных изделий, которые являются одним из основных и традиционных продуктов питания в нашей стране. Проблема безопасности хлебобулочных изделий связана с высокой микробиологической обсемененностью зерна, снижением его товарного качества и соответственно с низким качеством муки. Вода также является одним из основных видов сырья, входящих в состав хлебобулочных изделий. В связи с обостряющейся экологической обстановкой особенно остро стоит проблема чистой воды, ведется поиск более совершенных способов очистки ее от загрязнений. При этом все большее внимание исследователей отводится изменению структуры и свойств воды под воздействием различных физических факторов. Направленно изменяя свойства воды, можно регулировать качество хлебобулочных изделий и повышать их микробиологическую чистоту.
Значительный вклад в развитие направления использования различных методов обработки воды в производстве хлебобулочных изделий внесли Аксенова З.К., Дерканосова Н.М., Ковалева Г.Е., Корчагин В.И., Мазур П.Я., Науменко Н.В., Насретдинов Е.Ф., Поландова Р.Д., Сидоренко Г.А., Шестаков С.Д. и другие.
Одними из перспективных в технологии хлебобулочных изделий могут являться методы очищения и изменения свойств воды плазмохимической активацией (ПХА) и обработкой аквадиском (АД). Применение воды, обработанной данными методами, в производстве хлеба является актуальным, так как с одной стороны ее использование может оказывать влияние на свойства сырья, полуфабрикатов, качество готовых изделий и ход технологического процесса, с другой - будет способствовать повышению микробиологической чистоты продукции. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилась разработка способов улучшения качества хлебобулочных изделий и повышения их микробиологической чистоты на основе регулирования свойств воды.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
- выбрать и обосновать методы обработки воды в производстве хлебобулочных изделий;
- исследовать свойства воды, обработанной методом плазмохимической активации и аквадиском;
- исследовать влияние обработанной воды на свойства сырья;
- исследовать влияние обработанной воды на реологические свойства теста;
- исследовать влияние обработанной воды на качество хлебобулочных изделий;
- исследовать микроструктуру теста, приготовленного с применением воды, обработанной выбранными методами;
- исследовать влияние обработанной воды на микробиологическую чистоту хлебобулочных изделий;
- исследовать влияние обработанной воды на качество хлебобулочных изделий, приготовленных из муки с пониженными хлебопекарными свойствами;
- исследовать влияние обработанной воды после хранения на свойства сырья и качество хлебобулочных изделий;
- исследовать влияние воды, обработанной ультрафиолетовым излучением, на свойства сырья и качество хлебобулочных изделий;
- рассчитать экономическую эффективность и разработать рекомендации по использованию обработанной воды в технологии хлебобулочных изделий.
Структурная схема исследований представлена на рисунке 1. Разработка способов улучшения качества хлебобулочных изделий и повышения их микробиологической чистоты на основе регулирования свойств воды
Выявлено влияние методов обработки воды плазмохимической активацией и аквадиском на изменение ее физико-химических свойств (водородного показателя рН, окислительно-восстановительного потенциала ОВП, кинетической вязкости, плотности, поверхностного натяжения), приводящее к проявлению влияния обработанной воды на изменение свойств сырья, реологических свойств теста, показателей качества хлеба, микрофлору теста, микробиологическую чистоту хлеба.
Выведено дифференциальное уравнение, описывающее зависимость напряжения сдвига дисперсной системы теста от продолжительности процесса ее разрушения, на основании которого произведен расчет константы процесса, позволяющей судить о кинетике процесса и способности теста сохранять реологические свойства.
Методом электронной микроскопии выявлено влияние воды, обработанной плазмохимической активацией, на формирование плотной коагуляционной структуры теста, обусловленной образованием дисульфидных связей в белковых молекулах под действием пероксидных соединений, содержащихся в обработанной воде, и водородных связей за счет образования активных кластеров воды.
Определено влияние воды, обработанной плазмохимической активацией и аквадиском, на микробиологическую чистоту хлебобулочных изделий, заключающееся в способности обработанной воды задерживать развитие картофельной болезни хлеба и плесневения.
Установлено влияние воды, обработанной плазмохимической активацией, на качество хлебобулочных изделий, приготовленных из муки с пониженными хлебопекарными свойствами, а именно из муки из зерна с примесью зерен, пораженных клопом-черепашкой, заключающееся в улучшении показателей удельного объема и пористости. Установлено влияние продолжительности хранения воды, обработанной плазмохимической активацией, на изменение ее физико-химических свойств, и сохранение влияния хранившейся воды на свойства сырья и качество хлебобулочных изделий, заключающееся в улучшении упругих свойств клейковины и повышении показателя формоустойчивости хлеба, в проявлении бактериостатических свойств в отношении возбудителей картофельной болезни и плесневения.
Выявлено влияние воды, обработанной аквадиском и ультрафиолетовым излучением, на изменение свойств сырья и качество хлебобулочных изделий, заключающееся в улучшении подъемной силы хлебопекарных дрожжей и увеличении показателей удельного объема и пористости хлеба.
Практическая ценность. Определен ожидаемый экономический эффект от внедрения метода обработки воды ПХА в технологический процесс производства хлебобулочных изделий на стадии водоподготовки, который составит для хлебозавода средней мощности более 11 тысяч рублей.
Разработаны рекомендации по использованию обработанной воды в технологии хлебобулочных изделий, заключающиеся в применении воды, обработанной плазмохимической активацией, в роли регулятора свойств сырья, теста и качества готовых хлебобулочных изделий, приготовленных из муки с пониженными хлебопекарными свойствами; в применении воды, обработанной аквадиском, в роли регулятора свойств сырья, теста и качества готовых хлебобулочных изделий, вырабатываемых из муки с нормальными хлебопекарными свойствами; в применении воды, обработанной данными методами, для повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий за счет снижения интенсивности поражения хлеба картофельной болезнью и плесневения.
Материалы научных исследований включены в учебные программы по курсу «Технология хлеба» для студентов, обучающихся на кафедре «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств», и слушателей факультета повышения квалификации Московского государственного университета технологий и управления. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (иностранные инвестиции) (Москва, 2005), на научно-практической конференции МГУТУ, посвященной 100-летию со дня рождения Н.П. Козьминой (Москва, 2005), на XII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва, 2006), на межвузовской научно-практической конференции «Стратегии развития пищевой промышленности» (Нижний Новгород, 2007), на VIII Межрегиональной научно-практической конференции «Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития» (Екатеринбург, 2007), на XIII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности - защита прав потребителя и рынка от контрафактной, фальсифицированной и некачественной продукции» (Москва, 2007), на IV Международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орёл, 2007), на I Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Пятигорск, 2008), на XIV Международной научной конференции «Стратегия подготовки кадров для малого и среднего бизнеса в пищевой промышленности» (Москва, 2008), на I Международном хлебопекарном форуме в рамках 14-й Международной выставки «Современное хлебопечение - 2008» (Москва, 2008), на II международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (Пятигорск, 2009).
