Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы 9
1.1 Характеристика разных сортов тыквы возделываемой и перерабатываемой в Краснодарском крае 9
1.2 Характеристика семян тыквы, особенности их химического состава и фармакологические свойства 14
1.3 Современное состояние технологий переработки семян тыквы и комплексное использование их продуктов 28
1.4 Экструзионная обработка — один из эффективных методов переработки сельскохозяйственного сырья 37
2 Объекты и методы исследований 49
2.1 Объекты исследований 49
2.2 Методы исследований 49
2.2.1 Методы исследования химического состава, качественных показателей тыквенного жмыха и белково-липидной тыквенной пасты . 49
2.2.2 Методы исследования основных показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции хлебопекарного производства. 60
2.3 Структурная схема исследований 63
3 Экспериментальная часть 65
3.1 Исследование функциональных свойств белков и активности антипитательных веществ, содержащихся в продуктах экструзионнои обработки семян тыквы: тыквенном жмыхе (ТЖ) и белково-липидной тыквенной пасте (БЛТП) 65
3.2 Исследование химического состава, показателей безопасности и биологической ценности ТЖ, полученного методом экструзионнои обработки семян тыквы 72
3.3 Исследование химического состава, показателей безопасности и биологической ценности БЛТП, полученной методом экструзионной обработки семян тыквы 85
3.4 Разработка технологических решений по использованию продуктов переработки семян тыквы при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности 93
3.4.1 Исследование влияния ТЖ и БЛТП на хлебопекарные свойства пшеничной муки и физические характеристики теста с применением фаринографа 93
3.4.2 Исследование влияния ТЖ и БЛТП на активацию прессованных дрожжей 101
3.4.3 Исследование влияния различных дозировок тыквенного жмыха, способов его внесения и способов приготовления теста на качество готового хлеба 108
3.4.4 Исследование влияния замены маргарина белково-липидной тыквенной пастой в рецептурах и технологиях сдобных булочных изделий на их качество 127
3.4.5 Исследование влияния ТЖ и БЛТП на сохранение свежести хлебобулочных изделий 136
3.5 Разработка технологических режимов производства и рецептур хлебобулочных изделий, обогащенных ТЖ и БЛТП 140
3.6 Оценка пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий, обогащенных ТЖ и БЛТП 146
3.7 Оценка экономической эффективности применения разработанных технологических решений 153
Выводы 157
Список литературы 160
Приложение 171
- Характеристика семян тыквы, особенности их химического состава и фармакологические свойства
- Методы исследования химического состава, качественных показателей тыквенного жмыха и белково-липидной тыквенной пасты
- Исследование химического состава, показателей безопасности и биологической ценности ТЖ, полученного методом экструзионнои обработки семян тыквы
- Разработка технологических режимов производства и рецептур хлебобулочных изделий, обогащенных ТЖ и БЛТП
Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Важной задачей развития пищевой промышленности является производство новых видов продуктов питания повышенной пищевой ценности. Ввиду того, что хлеб в России, являясь основным продуктом питания, порой не отвечает требованиям потребителей и имеет относительно низкую пищевую ценность, приоритетными направлениями развития хлебопекарной отрасли является повышение его качества и пищевой ценности.
Существенный вклад в развитие исследований по повышению качества и пищевой ценности хлеба, разработке принципов создания продуктов заданного химического состава и «здорового питания» в последнее время внесли Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, В.И. Дробот, Т.Б. Цыганова, С.Я. Корячкина, И.В. Матвеева, Г.Г.Дубцов, Л.Н. Шатнюк и многие другие исследователи.
Способы повышения пищевой ценности хлеба достаточно разнообразны. Наиболее рациональным способом является введение в рецептуру хлеба натуральных продуктов растительного происхождения нетрадиционных для хлебопечения, содержащих значительное количество белков, незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон, способных повысить его качество и пищевую ценность. Среди вторичных сырьевых ресурсов агропромышленного комплекса Краснодарского края значительный объём приходится на семена бахчевых культур, в том числе тыквы, остающихся после получения из мякоти плодов пюре, соков, нектаров и других продуктов, рекомендуемых для детского и диетического питания. Вместе с тем, семена тыквы являются ценным и перспективным источником целого комплекса биологически активных веществ: витаминов (В1, В2, В6, С, РР), фосфолипидов, токоферолов, каротиноидов, флавоноидов, насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, белков, минеральных и других полезных веществ.
Однако по разным причинам использовать их с пользой в полном объёме не удаётся. Современная промышленность перерабатывает тыквенные семена на тыквенное масло, для чего используются только определенные сорта тыквы, остальные – перерабатываются консервной промышленностью, а ценные тыквенные семена идут, как правило, на корм животным.
В связи с этим, разработка новых технологий хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности с высокими потребительскими свойствами на основе использования продуктов переработки семян тыквы, является актуальной, имеет важное научное и практическое значение.
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 – разработка технологических решений по использованию продуктов переработки семян тыквы при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- провести систематизацию и анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по теме исследований;
- исследовать функциональные свойства белков и активность антипитательных веществ, содержащихся в продуктах экструзионной обработки семян тыквы: тыквенном жмыхе (ТЖ) и белково-липидной тыквенной пасте (БЛТП);
- исследовать химический состав, показатели безопасности и биологическую ценность ТЖ и БЛТП, полученных методом экструзионной обработки семян тыквы;
- исследовать влияние ТЖ и БЛТП на хлебопекарные свойства пшеничной муки и физические характеристики теста;
- исследовать влияние ТЖ и БЛТП на активацию прессованных дрожжей;
- исследовать влияние различных дозировок ТЖ, способов его внесения и способов приготовления теста на качество готового хлеба;
- исследовать влияние замены маргарина белково-липидной тыквенной пастой в рецептурах и технологиях сдобных булочных изделий на их качество;
- разработать технологические режимы производства и рецептуры хлебобулочных изделий, обогащённых ТЖ и БЛТП ;
- оценить пищевую и биологическую ценности хлебобулочных изделий, обогащённых ТЖ и БЛТП;
- провести опытно-промышленную апробацию новых технологий получения хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности, обогащённых ТЖ и БЛТП;
- разработать и утвердить комплекты технической документации на ТЖ, БЛТП и на новые сорта хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности, обогащённых ТЖ и БЛТП;
- оценить экономическую эффективность применения разработанных технологических решений.
1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и высокая эффективность применения тыквенного жмыха и белково-липидной тыквенной пасты, полученных из семян тыквы экструзионным способом, в качестве добавок, используемых при производстве новых сортов хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности.
Впервые проведено исследование функциональных свойств белков и ингибиторов протеиназ, содержащихся в продуктах экструзионной обработки семян тыквы. Показана возможность снижения активности антипитательных веществ в семенах тыквы в результате их экструзионной обработки. Установлено, что экструзионная обработка семян тыквы позволяет повысить функциональные и питательные свойства белков, содержащихся в полученных ТЖ и БЛТП, определяющие целесообразность их дальнейшего технологического использования в хлебопечении.
Доказано, что применение ТЖ и БЛТП, полученных из семян тыквы экструзионным способом, оказывает дифференцированное влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки, структурно-механические свойства теста и качество готовых хлебобулочных изделий.
Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены рекомендуемые дозировки ТЖ и БЛТП и способы приготовления теста с использованием этих добавок. Разработаны технологические решения направленного регулирования качества, пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий, обогащённых ТЖ и БЛТП.
Новизна разработанных технологических решений подтверждена двумя патентами РФ на изобретения: №2324731 от 20.05.2008 г. «Способ предварительной активации прессованных дрожжей» и №2326536 от 20.06.2008 г. «Способ приготовления хлебобулочного изделия».
1.4 Практическая значимость. Разработаны технологические решения, используемые при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности на основе использования продуктов переработки семян тыквы. Результаты проведённых исследований апробированы и внедрены в условиях промышленного производства ООО «Виртуоз Кубани» (ст. Стародеревянковская Каневского района Краснодарского края). Разработаны комплекты технической документации на ТЖ и БЛТП, включающие технические условия, технологический регламент и технологическую инструкцию.
На основе проведённых исследований разработаны и запатентованы способ предварительной активации прессованных дрожжей и способ приготовления хлебобулочного изделия с использованием продуктов переработки семян тыквы.
Разработаны и утверждены три комплекта технической документации для промышленного производства обогащённых продуктами переработки семян тыквы хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности: хлеб «Фантазия», удостоенный золотой медали и диплома IV Международной конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» в Москве в 2006 году, хлеб «Богатырь» и булочку «Тыквочка».
Реальный экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений и реализации новых сортов хлебобулочных изделий в объёме 231,6 тонны в год, составил 103,371 тыс. 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, 2006-2009 гг.); IV Международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (г. Москва, 2006 г.); Десятой международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2007 г.); IX Международной конференции молодых учёных «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2008 г.); X Международной конференции молодых учёных «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2009 г.); Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (г. Краснодар, 2009 г.).
1.6 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, получено 2 патента РФ на изобретения.
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 170 страницах компьютерного текста, включает 41 таблицу и 32 рисунка. Список литературных источников включает 123 наименования, в том числе 11 – зарубежных авторов.
Характеристика семян тыквы, особенности их химического состава и фармакологические свойства
Особенности функционирования антиокислителей в мембранах зависят от взаимодействия? с другими компонентами липидов. Так, а-токоферол обладает структурообразующим и модифицирующим действием на; фосфоли-пидные бислои биологических мембран, при этом его молекула способна связываться с карбоксильными группами жирных кислот разной степени ненасыщенности. В: тыквенном масле а-токоферол составляет 76 % от суммы всех токоферолов, что обусловливает его высокую биологическую активность. Считается, что а-токоферол выступает как регулятор; энергетического метаболизма, катализатор транспорта электронов для повышения эффективности тканевого дыхания [6,69].
Установлено, что а-токоферол способен тормозить образование полимерных продуктов окисления не только -липидов; но и белков,- ферментов, коферментов. Под его влиянием меняются состав, степень окисленности липидов и структурные характеристики бислоя, а также связанная с этим активность мембранных белков (ферментов, рецепторов).
Известен феномен токоферолов и в онкологии, поскольку опухолевые клетки на определенных стадиях развития интенсивно поглощают и утилизируют токоферолы. Полагают, что а-токоферол может играть определенную роль в регуляции деления клеток,, под его влиянием усиливается активность естественных киллеров.
Токоферол используют для лечения атеросклероза, также он повышает эффективность противосудорожных средств у больных эпилепсией, у которых обнаружено повышенное содержание в крови продуктов перекисного окисления липидов При недостатке витамина Е наблюдается шелушение кожи, мышечная слабость, дегенерация печени, снижение половой; активности и детородных функций, повреждения эпителия почечных канальцев, Недостаток витамина Е снижает интенсивность дыхания, т.к. он участвует в цепи переноса электронов от восстановленных анаэробных дегидрогеназ. Витамин Е регулирует синтез у бихинона (кофермента Q), т.е. выполняет роль, «ловушки» свободных радикалов. витамине E для; взрослых составляет 20-30мг, при большой нагрузке (беременности, тяжелом; физическом труде), астакже с возрастом, она увеличивается [6,106].
Недостаточность токоферолов у человека может быть обусловлена различными заболеваниями (печени, поджелудочной железы), а также с особенностями питания (отсутствие в пище растительных масел), что еще раз доказывает целесообразность потребления семян тыквы, имеющих в своем составе большое количество биологически полноценного масла.
В липидах семян тыквы, наряду с токоферолом содержится до 14 % каротиноидов. Благодаря своей высокой: биологической значимости, кароти-ноиды; поддерживают в активном .состоянии иммунную систему. Они необходимы для нормального развития и поддержания нездоровом; состоянии слизистых оболочек органов дыхания; желудочно-кишечного тракта, выделительных, (почки, мочеточники); репродуктивных (яичники, матка) и половых органов, а также участвуют в обеспечении восприятия света глазом в процессе зрения[ 105,106]
По результатам обследований;населенйяРоссии;40-50 % испытывают недостаток каротиноидов, что является опасным для здоровья отклонением от рациональных, физиологически обоснованных норм. Недостаточное их поступление. в организм человека/проявляется!,в серьезных последствиях: снижение остроты зрения, особенно в сумерках; истончение, сухость и шелушение кожи; угревая сыпь, фурункулез; нарушение структуры и роста волос; склонность к бронхолегочным простудным заболеваниям; нарушение репродуктивной функции яичников; изменения роговицы глаза, в тяжелых случаях слепота [105,106]. В масле семян тыквы обнаружен витамин С в количестве 0,23 мг %. По обобщенным данным у многочисленных групп населения нашей страны выявляется недостаток данного витамина, а глубина дефицита достигает 50 - 80%. Присутствующий витамин обладает антисклеротическим, антисептическим и антиканцерогенным действием, то есть замедляет процессы старения;, уменьшает вредные последствия стресса и. загрязнения/ окружающей среды, а также курения; и алкоголя. В частности, аскорбиновая кислота поддерживает в; здоровом; состоянии кровеносные сосуды- кожу, костную ткань; стимулирует защитные силы организма, а также, являясь природным антиоксидантом, способствует обезвреживанию и выведению чужеродных веществ и ядов. Наряду с выше перечисленным, аскорбиновая кислота принимает уча стие в синтезе и обмене целого ряда биологически активных соединений, не обходимых для .поддержания обменных процессов и жизнедеятельности ор ганизма.; Она1 играет фундаментальную биохимическую-и? физиологическую роль, способствуя нормальному развитию;соединительной-ткани, процессов. регенерации и заживления обеспечению- нормального иммунологического статуса:организма Недостаточность витамина С на.ранних стадиях проявляется общей усталостью, слабостью, апатией; снижением аппетита, устойчивости к инфекционным заболеваниям; повышенной проницаемостью и ломкостью кровеносных капилляров, что находит свое выражение в отечности, болезненности , и кровоточивости; десен, появлении; на коже множественных точечных кровоизлияний [Д 05,10 6]. Немаловажными, составляющими полноценного; рациона, питания человека являются пищевые волокна. В семена тыквы содержится 18,0% целлюлозы. Суть воздействия на организм, данных ценных биополимеров за-ключается;в том, чтов желудочно-кишечном тракте человека они не перевариваются, так как у человека, в отличие от животных, отсутствуют соответствующие ферменты раздражающего действия на почечную ткань [16,106].
Методы исследования химического состава, качественных показателей тыквенного жмыха и белково-липидной тыквенной пасты
При изучении химического состава тыквенного жмыха и белково-липидной тыквенной пасты определяли массовую долю влаги и летучих веществ, содержание минеральных элементов, клетчатки, количественный и качественный состав белков, липидов, углеводов, токоферолов, каротинои-дов, активность ингибиторов ферментов. Безопасность БЛТП и ТЖ определяли с использованием современных методов: содержание микотоксинов и пестицидов по ГОСТ 30711, радиационную безопасность методами, утвержденными органами Госсанэпиднадзора, содержание солей тяжелых металлов по ГОСТ Р 51301, ГОСТ 26930, ГОСТ 26927 и оценивали по содержанию токсичных элементов, таких как свинец, кадмий, ртуть и мышьяк [22,31,59,60,61,62,80,86].
Микробиологическую характеристику продуктов оценивали по следующим показателям: КМАФАнМ (количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов), БГКП (бактерии группы кишечной палочки, колиформы), условно-патогенные микроорганизмы, в том числе E.coli, S.aureus, патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, микроорганизмы порчи — дрожжи и плесневые грибы [17].
Массовую долю влаги белково-липидной тыквенной пасты и тыквенного жмыха определяли путём высушивания до постоянной массы при температуре 105С [43].
Для определения массовой доли клетчатки использовали метод, основанный на гидролизе легкорастворимых углеводов смесью концентрированных кислот, состоящей из 10 объемов 80%-ной уксусной кислоты и 1 объема 80%-ной азотной кислоты, из расчета 1:17 к сухому продукту [60]. Качественный анализ Сахаров осуществляли методом распределительной бумажной хроматографии в системе н.бутиловый спирт- ледяная уксусная кислота-вода (4:1:5). Восстанавливающие и не восстанавливающие сахара проявляли бензи-диновым реактивом, кетосахара - резорцином [107]. Определение массовой доли моно- и дисахаридов проводили хромато-графическим методом на жидкостном хроматографе высокого давления в смеси ацетонитрил - вода (77:23) [80,107].
Массовую долю крахмала определяли также хроматографическим методом. Для этого осадок, оставшийся после экстракции моно- и дисахаридов, гидролизуют 10%-ной НС1 в течение 1 часа при 100 С, после этого гидролизат охлаждают и нейтрализуют гидроксидом натрия, полученный» раствор очищают на колонках с анионитом и катионитом, а затем анализируют на хроматографе. Массовую долю крахмала рассчитывают по количеству глюкозы, используя коэффициент 0,9 [47]. Содержание макро- (калия, кальция, магния, серы) и микроэлементов (железа, цинка, меди) определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на анализаторе AAS-1 фирмы Цейс (Германия) [121].
Массовую долю фосфора определяли молибдено-ванадиевым методом, который заключается в сухой минерализации пробы, растворении минерали-зата, проведении цветной реакции с молибдено-ванадиевым реактивом и измерении интенсивности жёлтого окрашивания раствора. Измерения проводили на спектрофотометре в кюветах с расстоянием между рабочими гранями 10 мм при длине волны 436 нм [37].
Массовую долю белка определяли по количеству азота на приборе «Кьельдаль-Фос-Автоматик», который в автоматическом режиме осуществляет базовую методику Кьельдаля [62].
Сущность метода сводится к нагреванию навески продукта в специальной тугоплавкой колбе с концентрированной серной кислотой при слабом кипячении, при этом углерод и водород органических соединений полностью окисляются до СОг и Н20 кислородом, получающимся в результате разложения серного ангидрида; азот же, освобождаемый в виде аммиака, даёт с серной кислотой сульфат аммония.
Для выделения аммиака сульфат аммония разлагают концентрированным гидроксидом натрия.
По ГОСТ 25011 проводится сжигание навески исследуемого образца в кислоте, охлаждение пробы, разбавление дистиллированной водой, нейтрализация кислоты и отгонка аммиака с последующим титрованием кислотой его водного раствора.
По автоматически фиксированному количеству кислоты, пошедшей на титрование, микропроцессор прибора осуществляет пересчёт массовой доли белка, результаты которого высвечиваются на дисплее. Каждый раз перед началом работы на приборе осуществлялась его калибровка, предусматривающая сжигание 10 мл 3%-ного раствора сульфата аммония в 25 мл концентрированной серной кислоты в присутствии трёх таблеток ртутного катализатора. Последующее проведение анализов предусматривало тщательную гомогенизацию образцов, взвешивание их на беззольной бумаге (масса навески 50 мг) с точностью до 2-Ю"4 г, заворачивание навески в эту бумагу и опускание образца в одну из шести колб, размещённых в «стартовой» зоне прибора, после чего результат выдавался на цифровом дисплее.
Аминокислотный состав белков определяли с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе «Shimadzu LC-20». Фракционирования белков проводили методом Осборна [62].
Учитывая важность влияния ингибиторов трипсина, химотрипсина и пепсина на пищеварительную систему проводили анализ активности этих ингибиторов по следующему методу: модификации Н.И.Бенкена казеинолити-ческого метода М.Л. Какейда[62].
Метод основан на спектрофотометрическом измерении при 280 нм величины оптической плотности продуктов распада белкового субстрата (казеина) под действием фермента (трипсина, химотрипсина). Добавление ингибиторов, которые связывают трипсин или химотрипсин в неактивные комплексы, сопровождается уменьшением экстинкции. Трипсинингибирующую активность (ТИА) или химотри псинингибирующую активность (ХИА) выражали в заторможенных трипсиновых (химотрипсиновых) единицах на 1 г массы по формуле
Исследование химического состава, показателей безопасности и биологической ценности ТЖ, полученного методом экструзионнои обработки семян тыквы
Полученные данные позволяют полагать, что наиболее крупные запасные белки семян - 11 S-глобулины почти полностью исчезают при. температурах от 60 до 80С, образуя низкомолекулярные фрагменты, состоящие из 7 S и 2 S белков, а затем из них формируются более крупные нерастворимые комплексы, распад которых происходит уже при более высоких температурах.
При изучении влияния температурных режимов при экструзионной обработке семян тыквы на ВУС их белков (рисунок 3.1) наблюдалось снижение данного показателя у продукта, имеющего температуру на выходе из экструдера до 60С, что объясняется повышением интенсивности теплового движения молекул воды, удерживаемых гидрофильными центрами белковых молекул и уменьшением толщины гидратационного слоя. Увеличение же ВУС у продукта с температурой на выходе из экструдера 70С и 80С, вероятнее всего, связано с превращениями углеводной фракции сырья, увеличивающей связывание влаги в системе.
Таким образом, экспериментально установленный температурный режим экструзии позволяет получить продукт с заданными функционально-технологическими свойствами, который целесообразно использовать при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности.
Вместе с тем, одним из важнейших критериев использования растительных объектов в питании человека является наличие в них антипитательных веществ. К числу антипитательных веществ относятся ингибиторы ферментов, которые содержатся в вегетативных и генеративных органах самых разнообразных видов растений и представляют собой белки, регулирующие активность ферментных систем растений. Эти белки образуют с ферментами устойчивые комплексы, в составе которых они полностью теряют каталитические свойства.
Физиологическая роль белков-ингибиторов заключается в их способности необратимо связывать протеолитические ферменты и переводить их в неактивное состояние. Это предотвращает преждевременный (до прорастания) гидролиз запасных белков. Кроме того, белки-ингибиторы нейтрализуют чужеродные ферменты, вводимые в растение насекомыми-вредителями и ферменты микрофлоры. Присутствие в семенах тыквы активных белков-ингибиторов снижает их усвояемость организмом человека.
К антипитательным факторам семян тыквы и продуктов их переработки относятся ингибиторы протеиназ. Наличие антипитательных факторов влияет на перевариваемость и использование энергии биологически активных минеральных веществ. Это касается в первую очередь ингибиторов про-теазы, которые влияют на усвоение протеина- ингибиторов трипсина, химот-рипсина [78].
Трипсин - протеолитический фермент класса гидролаз, расщепляющий пептиды и белки, обладает эстеразной (гидролиз сложных эфиров) активностью. Трипсин - пищеварительный фермент, который синтезируется в поджелудочной железе в виде неактивного предшественника (профермента) трипсиногена. Катализирует гидролитическое расщепление белков, пептидов, амидов и сложных эфиров по связям, в образовании которых принимают участие карбоксильные группы L-аргинина и L-лизина, образуется в просвете кишечника из трипсиногена и участвует в переваривании пищи. [8].
Ингибиторы трипсина — вещества растительного происхождения, принадлежащие к группе ингибиторов протеиназы. Они образуют в пищеварительном тракте соединения с трипсином. За счет этого фермент меняется таким образом, что принцип «ключ-замок» между ферментом и субстратом (протеином) не срабатывает, то есть не происходит расщепление аминокислоты. Максимально допустимый уровень ингибитора трипсина зависит от содержания белка. Считается, что на каждые 10% белка должно приходиться не более 1 мг/г ингибитора трипсина [8].
В связи с этим, при технологической переработке семян тыквы, должны быть предусмотрены операции, обеспечивающие надёжную инактивацию антипитательных веществ. Нежелательное действие фермента можно предотвратить, подвергая сырье кратковременной тепловой обработке. Преимущество экструзионной обработки, проводимой в двухшнековом пресс-экструдере, как раз и заключается в том, что в процессе экструзии происходит кратковременный разогрев продукта за счет сил внутреннего трения.
С этой целью исследовали влияние экструзионной обработки на активность ингибиторов протеиназ.
Активность ингибиторов пепсина ни в одном из образцов не отмечена. Сравнивая полученные результаты активности остальных ингибиторов протеиназ семян тыквы исследуемых образцов можно сделать вывод, что их активность очень низкая. В то же время результаты исследований свидетельствуют о значительном ее снижении с повышением температуры в результате экструзионной обработки, что дает основание полагать о возможности использования продуктов переработки семян тыквы, полученных с использованием метода экструзии, при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности.
Разработка технологических режимов производства и рецептур хлебобулочных изделий, обогащенных ТЖ и БЛТП
В современных способах приготовления теста большая роль отводится предварительной активации дрожжей с целью повышения их биологической активности.
В производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки применяют в основном биомассу содержащих биологически активные вещества и обладающих ферментативной активностью дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae, обеспечивающих спиртовое брожение в хлебопекарных полуфабрикатах и их разрыхление [1].
Одним из факторов, влияющих на ход технологического процесса и качество продукции, является исходная биологическая активность дрожжей и их способность адаптироваться к анаэробным условиям жизнедеятельности. В анаэробной среде, основным компонентом которой является мука, доля образующейся мальтозы примерно в 10 раз превышает суммарное содержание глюкозы и фруктозы, что способствует синтезу фермента а-глюкозидазы. Поэтому дрожжевые клетки должны «переключаться» с дыхательного типа жизнедеятельности на бродильный. При этом изменяется содержание гликогена, уменьшается потребление кислорода на дыхание. Дрожжи активнее начинают совершать восстановительные реакции, превращая сахар в спирт и диоксид углерода. Однако для перестройки дрожжевых клеток на новый тип жизнедеятельности требуется определённое время, вследствие чего и наблюдается замедленный процесс брожения в начальный период приготовления теста [81].
Для разработки технологических решений по использованию БЛТП и ТЖ при активации прессованных дрожжей необходимо было исследовать их влияние на подъёмную силу прессованных дрожжей. Подъёмную силу прессованных дрожжей определяли стандартным методом [ 47]. Результаты проведенных исследований, представленные в таблице 3.20, показывают, что внесение в тесто ТЖ в количестве от 3 % до 7 % к массе муки улучшает подъемную силу прессованных дрожжей соответственно на 15 %, 25 % и 28 % по сравнению с контролем. Внесение же в тесто БЛТП (таблица 3.20) в меньшей степени улучшает подъёмную силу прессованных дрожжей. Такое влияние ТЖ и БЛТП на подъемную силу дрожжей можно объяснить, во-первых, тем, что с внесением ТЖ и БЛТП происходит обогащение питательной среды сахарами, аминокислотами, витаминами, минеральными соединениями, и, соответственно, улучшается подъемная сила прессованных дрожжей; во-вторых, в БЛТП содержится до 37 % липидов. Вероятно, жир, содержащийся в БЛТП, при внесении её в количестве более 5 % к массе муки в тесте, обволакивает поверхность дрожжевых клеток адсорбированными жировыми пленками, что замедляет или останавливает проникновение растворимых питательных веществ через клеточную оболочку, нарушая процессы метаболизма дрожжей. Поэтому подъемная сила дрожжей в пробе с внесением БЛТП в количестве 7% к массе муки стала ухудшаться.
С целью создания рациональных параметров для жизнедеятельности дрожжей в анаэробных условиях и обеспечения высокой физиологической активности предусматривают их предварительную выдержку в специально приготовленной питательной смеси перед внесением на замес мучного полуфабриката. Эффективность активации зависит от наличия питательных веществ в среде и от доступности их дрожжевой клеткой [82].
Учитывая богатый химический состав ТЖ и БЛТП, а именно высокое содержание в них углеводов, азотистых и минеральных веществ, важных для питания дрожжевых клеток, а также их положительное влияние на подъемную силу дрожжей, исследовали влияние ТЖ и БЛТП на предварительную активацию прессованных дрожжей.
Активацию проводили по методике ГОС НИИХП в течение 2,5 часов [81]. Влияние состава питательной смеси на бродильную активность дрожжей определяли по интенсивности газообразования в процессе брожения тес-та, накоплению кислот и по бродильной активности теста «по шарику» ускоренным методом [47].
В качестве контроля использовали активированные прессованные дрожжи на водно-мучной суспензии. В опытные образцы добавляли ТЖ и БЛТП в количествах 0,5 - 2,5 % к массе муки.
На рисунках ЗЛО, 3.11, 3.12 и 3.13 приведены данные по влиянию различных дозировок ТЖ и БЛТП на подъемную силу активированных прессованных дрожжей и продолжительность их предварительной активации по сравнению с контролем (без внесения ТЖ и БЛТП).
Из данных рисунков ЗЛО и 3.12 видно, что для прессованных дрожжей с исходной подъемной силой 67 минут дозировка ТЖ и БЛТП составляет соответственно 1,5 % и 1,0 %, а с исходной подъемной силой 40 минут - 1,0 % и 0,5 % к массе муки в тесте.
Установлено (рисунки 3.11 и 3.13) также, что внесение ТЖ и БЛТП позволяет сократить продолжительность активации прессованных дрожжей до 1 часа. Продолжительность же активации прессованных дрожжей без внесения ТЖ и БЛТП составила 2,5 часа. Это является очень важным показателем, по которому можно судить о возможном сокращении технологического процесса.
