Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обобщение опыта применения обогатителей в технологии хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности
1.1 Повышение пищевой ценности хлеба - актуальная проблема современности 7
1.2 Нетрадиционное сырье - основа для получения изделий повышенной пищевой ценности 14
1.2.1. Роль пищевых волокон в обогащении продуктов питания .14
1.2.2 Белоксодержащие обогатители - источники повышения биологической ценности хлебобулочных изделий 22
1.2.3 Комплексные обогатители в технологии хлеба 27
1.3 Электроактивация как способ регулирования хлебопекарных свойств муки и обогатителей 33
Заключение 47
Глава 2 Характеристика сырья и методов исследования
2.1 Сырье и материалы, применяемые в исследованиях 50
2.2 Схема экспериментальных исследований
2.3 Методы исследований 52
2.3.1 Методы оценки качества и свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий 52
2.3.2 Специальные методы исследований 65
2.4 Математические методы планирования и обработки экспериментальных данных 69
Глава 3 Изучение состава и свойств нетрадиционных видов сырья
3.1 Исследование химического и аминокислотного состава сырья 72
3.2 Определение влияния некоторых параметров на технологические и реологические свойства нетрадиционных видов сырья 77
3.3 Разработка мучных композитных смесей для повышения пищевой ценности изделий, определение их оптимального состава 85
3.4 Исследование физико-механических свойств композитных смесей 92
3.5 Определение оптимальных дозировок разработанных смесей «Полюшко-4», «Полюшко-5» и «Благополье» в технологии хлебобулочных изделий 95
Глава 4 Разработка технологических аспектов по улучшению показателей качества полуфабрикатов и готовых изделий с мучными композитными смесями
4.1 Изучение влияния различных дозировок смесей на свойства теста и качество изделий 109
4.2 Разработка эффективного метода подготовки мучных композитных смесей 115
4.3 Регулирование упруго-вязко-пластичных свойств теста с композитными смесями с помощью электроактивированных водных растворов 120
4.4 Модификация традиционной технологии хлебобулочных изделий с учетом композитных смесей
4.5 Использование мучных композитных смесей в производстве бездрожжевых сбивных изделий 133
4.6 Определение микробиологических показателей хлебобулочных изделий 145
4.7 Влияние композитных смесей на усвояемость белковых веществ разработанных изделий методом in vitro 149
4.8 Определение пищевой ценности хлеба из пшеничной муки с мучными композитными смесями 150
Глава 5 Исследование влияния мучных композитных смесей на качество изделий, сохранение их свежести и устойчивости аромата
5.1 Квалиметрическая оценка качества новых хлебобулочных изделий: «Раздолье», «Родные поля» и «Гармония вкуса» 152
5.2 Влияние композитных смесей на изменение структурно-механических свойств мякиша хлеба при хранении 155
5.3 Исследование изменения соотношений форм связи влаги в мякише хлеба 161
5.4 Сенсорометрическая оценка ароматобразующих веществ в хлебобулочных изделиях с мучными композитными смесями 164
Основные выводы и результаты работы 168
Список использованных источников 170
Приложения 182
- Нетрадиционное сырье - основа для получения изделий повышенной пищевой ценности
- Методы оценки качества и свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий
- Определение влияния некоторых параметров на технологические и реологические свойства нетрадиционных видов сырья
- Разработка эффективного метода подготовки мучных композитных смесей
Введение к работе
Во многих странах проблема здорового питания является приоритетным направлением развития пищевой промышленности. В России хлеб - это один из основных продуктов питания, главный источник получения энергии и многих незаменимых компонентов научно обоснованного рациона.
За счет хлебопродуктов дневная потребность человека в пище удовлетворяется на одну треть, в жизненной энергии - на 30-50 % [10, 81]. В России ввиду экономической нестабильности на первое место выходит постоянная несбалансированность пищевого рациона по белкам, углеводам, минеральным элементам, витаминам и пищевым волокнам, которая является серьёзным фактором ухудшения здоровья нации.
Ухудшение экологической обстановки современного общества и повышенная загрязненность окружающей среды привели к необходимости предъявлять более жесткие требования к пище. Она должна быть не только полноценной и вкусной, но и здоровой, что подразумевает наличие в ней диетических и лечебно-профилактических свойств.
Результаты обследований, проводимых Институтом питания РАМН, свидетельствуют о крайне недостаточном потреблении витаминов, ряда минеральных веществ и микроэлементов (железо, йод, кальций и другие) у подавляющей части детского и взрослого населения России. Дефицит витаминов^ обнаруживается не только весной, но и в летне-весенний период, наиболее, казалось бы, благоприятный.
В настоящее время перед хлебопекарной промышленностью поставлена задача расширения ассортимента хлеба повышенной пищевой и пониженной энергетической ценности, что соответствует современным требованиям науки о рациональном питании.
В хлебопечении в решении этой задачи большое значение имеют разработки изделий с композитными смесями из нетрадиционных видов сырья на основе натуральных природных компонентов. Ассортимент обновляют по двум направлениям:
S разработка диетачесі<ихшдеяий для прсфипшоического и лечебного питания;
S моделирование рациональной продукции для конкретных регионов с
учетом их экономических, демографических и других особенностей. Создание большой и разнообразной группы хлебобулочных изделий для профилактического питания в целях снижения риска заболевания включает разработку следующих продуктов:
S для разных возрастных групп: детей - с кальцием, витаминами,
витаминно-минеральными препаратами, белковыми обогатителями, пшеничными зародышевыми хлопьями; для людей среднего и пожилого возраста - с пищевыми волокнами (с отрубями, из муки цельносмолотого зерна);
S для людей разных профессий: шахтеров и металлургов - с повы-
шенным содержанием белка и витаминов, витаминно-минеральных препаратов
(Вь Вг, Вб, РР, Са); людей, профессии которых не связаны с большой физиче
ской нагрузкой - пониженной энергетической ценности; '
S для населения, проживающего в экономически неблагополучных
зонах с различными видами загрязнений ( индустриальным, химическим, радиоактивным и другими) - с использованием радиопротекторных компонентов, детоксикантов - В- каротина, пектинсодержащих продуктов, морепродуктов (порошок морской капусты), кальция, йодсодержащих препаратов, натуральных витаминсодержащих продуктов.
Однако использование нетрадиционных видов сырья ухудшает органо-лептические и физико-химические показатели теста и изделия. Для нейтрализации их отрицательного влияния возможно модернизировать технологию приготовления: предварительной подготовкой обогатителей, выбором рационального способа приготовления теста, режимов замеса, температуры, оптимизацией реологических свойств полуфабриката, применение в хлебопечении электроактивированных водных растворов (ЭВР), которые позволяют получить хлеб хорошего качества без использования улучшителей и химических добавок, и т. д..
При этом необходимо уделять особое внимание качеству готовых изделий, которое формируется в процессе замеса теста и зависит от качества исходного сырья.
Нетрадиционное сырье - основа для получения изделий повышенной пищевой ценности
Термин "пищевые волокна" (dietary fiber) впервые ввел в химию и технологию пищи Хипслей (Hipslei) в 1953 г. при изучении компонентов стенок растительных клеток и их использования в лечебно-профилактических диетах [93]. Пищевые волокна — это комплекс, состоящий из полисахаридов (целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых веществ), а также лигнина и связанных с ними белковых веществ, формирующих клеточные стенки растений [32]. Хотя ферментные системы человека не содержат ферментов, соответствующих структурам пищевых волокон, и последние не могут усваиваться и являться источником энергии и пластических материалов для организма, они представляют собой единый физиологически активный комплекс, обеспечивающий ряд важных функций, связанных с процессами пищеварения и обмена веществ в целом [72]. В состав пищевых волокон, формирующих клеточные стенки растений входят растворимые и нерастворимые компоненты. Нерастворимая фракция состоит из целлюлозы, лигнина и части гемицеллюлоз. Растворимая фракция состоит из пектиновых веществ и растворимых гемицеллюлоз. Целлюлоза -основной компонент "грубых" пищевых волокон, нормализует деятельность полезной микрофлоры кишечника, способствует нормальному продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту. Это имеет важное значение в профилактике рака толстой кишки, поскольку в ней способны накапливаться и всасываться в кровь различные канцерогенные амины и другие вредные для организма человека вещества. Она способствует выведению из организма человека холестерина, создаёт чувство насыщенности. Установлено, что её дефицит в рационе способствует ожирению, развитию желчно-каменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний и др. Вместе с тем, избыток целлюлозы снижа 15 ет усвояемость веществ на 5-15 %, связывает неко-торые витамины и минеральные вещества, т.е. неблагоприятно действует на организм [67, 89].
Гемицеллюлозы - группа полисахаридов: ксиланов, арабанов, маннанов, галактанов. Попадая в желудок, набухают, затем в тонком и толстом кишечнике расщепляются, подвергаясь воздействию кишечных бактерий. Перевариваются в зависимости от строения на 69-95 %. Служат источником энергии, влияют на липидный обмен, играют роль энтеросорбентов, снижают содержание холестерина [23].
Пектиновые вещества входят в состав клеточных стенок и межклеточных образований. В клетках пектиновые вещества ассоциированы с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином. Это высокомолекулярные соединения углеводной природы. Они способны образовывать гель на поверхности слизистой желудка и кишечника, предохраняя её от раздражающего влияния агрессивных факторов пищи, также оказывают гипохолестеринемический эффект, снижая уровень холестерина в крови. Важным их свойством является способность связывать и выводить из организма тяжёлые металлы, радионуклиды, другие ксенобиотики химического и биологического действия. Рассмотренные достоинства предопределили их широкое использование при производстве пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения [14, 48].
Лигнин - соединение полифенольной природы, выполняет роль инкрустирующего вещества. Обладает связывающими свойствами, что позволяет удерживать на своей поверхности токсины, болезнетворные бактерии, ионы металлов и выводить их из организма человека. Лечебный лигнин применяется при острых и хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта инфекционной и неинфекционной этиологии [24].
Присутствие первичных и вторичных гидроксильных групп (целлюлоза, гемицеллюлоза), фенольных (лигнин), карбоксильных (гемицеллюлозы, пектиновые вещества) соединений обуславливает физико-химические свойства пищевых волокон. К ним относятся водоудерживающая способность, ионообменные и радиопротекторные свойства, сорбция желчных кислот. Физико 16 химические свойства пищевых волокон определяют их влияние на организм человека, его системы и отдельные органы, а также и их функции. Теория адекватного питания позволяет научно обосновать жизненно важную роль волокнистых веществ в метаболических процессах. По различным данным в рационе должно содержаться 25-40 г/сут пищевых волокон. Устойчивый недостаток пищевых волокон в суточном рационе современного человека, питание рафинированными продуктами привели к уменьшению сопротивляемости организма негативному воздействию окружающей среды и росту числа таких заболеваний как сахарный диабет, атеросклероз, ишемиче-ская болезнь сердца, заболевания кишечника, ожирение, различные злокачественные образования и многие другие. По оценкам специалистов ВОЗ, к 2020 г. 2/3 всей заболеваемости в мире будут составлять перечисленные заболевания. Датскими и финскими исследователями выявлена чёткая обратная корреляция между потреблением пищевых волокон ржаного хлеба и развитием рака толстой кишки [63, 90].
За последние годы непрерывно возрастает количество производимых низкокалорийных продуктов питания. Это обусловлено повышенной калорийностью используемой пищи, значительным содержанием в ней жиров, крахмала и недостатком белка, пищевых волокон, витаминов и минеральных веществ [24].
Таким образом, пищевые волокна самостоятельно или наряду с другими веществами могут являться одними из важнейших компонентов пищевых продуктов, предназначенных для функционального питания.
Источниками пищевых волокон служат продукты растительного происхождения, в достаточном количестве содержащие клетчатку, гемицеллюлозу, пектин и другие вещества углеводной природы, относящиеся к пищевым волокнам. Основной источник пищевых волокон - зерновые продукты, овощи, фрукты, виноград, орехи [52].
Недостаток содержания растительных волокон в пище определяет необходимость их выделения из нетрадиционного растительного сырья. Источниками пищевых волокон могут быть травы, древесина, вторичные ресурсы пе 17 реработки зерна (отруби, пшеницы, ржи, плёнки риса, оболочки кукурузы, гороха, гречихи), овощей, плодов [24].
Рассмотрим основные источники пищевых волокон и подробнее остановимся на обогатителях, используемых в работе.
Среди диетических хлебобулочных изделий наиболее важными с медико-биологической точки зрения являются изделия с добавлением пищевых волокон в виде отрубей, крупки пшеничной дроблёной, с внесением биологически активных веществ в виде пшеничных зародышевых хлопьев, целого зерна пшеницы и ржи, а также с микрокристаллической целлюлозой, которая обладает большой адсорбционной способностью [31].
Во Франции цельное зерно пшеницы замачивают в воде, в которую добавляют пивные дрожжи. Набухшее зерно размалывают и далее тесто готовят ускоренным способом. Фирма РНМ (Великобритания) выпустила муку нового вида, изготовленную из цельносмолотого зерна. В выпеченном из неё хлебе до 10,2 % пищевых волокон [25].
Вопросу обогащения хлеба пшеничными отрубями уделяется особое внимание. Пшеничные отруби являются сравнительно недорогим источником белковых и минеральных веществ, а также витаминов. Они отличаются от муки более низкой калорийностью и содержат значительное количество клетчатки, которая полезна при диетическом питании [22].
В России и за рубежом ведутся работы по рациональному использованию в качестве пищевых волокон пшеничных отрубей. Во ВНИИХПе составлены разные смеси пшеничной муки с тонкодиспергированными отрубями, разработана технология производства муки с добавлением тонкодиспергиро-ванных отрубей и технологии выработки хлеба из такой муки. Лучшими показателями качества обладает хлеб из смеси, состоящей из муки пшеничной первого сорта - 75 %, второго сорта - 10 % и измельчённых отрубей - 15 % [20].
Методы оценки качества и свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий
Оценку качества муки проводили по следующим показателям: влажность, % - определяли высушиванием в шкафу СЭШ-ЗМ по ГОСТ 9404-88; титруемая кислотность, град, - по ГОСТ 27493-87. Газообразующую способ-ность, см СОг определяли волюмометрическим способом на приборе Яго-Островского, за 5 часов брожения при 30С выделилось в среднем 1480 см3 диоксида углерода, что свидетельствует о средней газообразующей способности. О силе муки судили по содержанию сырой клейковины, % - по ГОСТ 27839-88; качество клейковины исследовали органолептически и с помощью прибора ИДК-1. Для оценки силы муки использовали комплексные показатели: бонита-ционное число БЧ, балл, и комплексный критерий КК, ед. прибора, которые изучали по методике, описанной в руководствах [116, 99]. У муки гречневой, пшённой, овсяной, соевой, гороховой, зародышевых хлопьев пшеницы, пищевых волокон из сахарной свеклы, обогатителя «Фарко-сан» исследовали следующие показатели: влажность, %, - высушиванием в шкафу СЭШ-ЗМ по ГОСТ 9404-88; титруемую кислотность, град, - по ГОСТ 27493-87. Данные показатели представлены в табл. 4. Для приготовления хлебобулочных изделий использовали электроактивированный водный раствор. Электрохимическую обработку воды проводили на установке "ЭСПЕРО-1" (ТУ 4325-2012-072-90). Качество обработанной воды оценивали по показателям рН и ОВП на приборе рН-150М. При измерении рН и ОВП использовалась система, состоящая из измерительного и вспомогательного электродов. В качестве измерительного при исследовании рН использовали стеклянный электрод ЭСЛ-15-11, в качестве вспомогательного - хлорсеребряный ЭВЛ-1М4. Для измерения ОВП использовали платиновый комбинированный электрод ЭПКЛ-03 и платиновый ЭПЛ-02 в паре с хлорсеребряным ЭВЛ-1М4. Результаты представлены в табл. 5.
Дрожжи хлебопекарные прессованные, масло подсолнечное растительное, соль поваренную пищевую оценивали по органолептическим и физико-химическим показателям качества. Подъёмную силу дрожжей, влажность, кислотность определяли по ГОСТ 171-81, влажность соли - по ГОСТ Р 51574-2000. Использовали питьевую воду, отвечающую требованиям СанПин 2.3.2.1078.01. Содержание белка в;используемом сырье анализировали по Къельдалю FOGT 13496.4-93, жир - по Сокслету FOCT 13496.15-85, клетчатку по FOCT 13496;2-91, минеральный состав - на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-30, витаминный?состав - микробиологическими и химическими методами; витамина В і - по FOGT 29138-91, витамина В2 - по FOGT 2913 9-91 на флюорометре ЭФ-ЗМА; [28}. Водоудерживающую способность (BYG, г/г) исследуемых видов сырья определяли; по методике, описанной в пособии [87] и рассчитывали как массу воды, удерживающую 1 г вещества. .
Для расчета состава композитных смесей использовали принципы проектирования новых пищевых продуктов по показателям пищевой ценности: коэффициент утилитарности (U), биологическая ценность.(БЦ), коэффициент различия аминокислотного скора; (КРАС), индекс незаменимой аминокислоты (ИНАК) и показатель сопоставимойизбыточности (а):
Начальный этап разработки теоретических основ и конкретных методов реализации принципов проектирования сбалансированных пищевых продуктов связан с формализацией качественных и количественных представлений о ра 56 циональности использования незаменимых аминокислот в технологии адекватной экзотрофии [50]. Формализация, учитывающая взаимосбалансированность незаменимых аминокислот, основана на следующих понятиях: 1) Коэффициент утилитарности j-ой незаменимой аминокислоты, доли ед.: где Cmin — минимальный скор незаменимых аминокислот оцениваемого белка по отношению к физиологически необходимой норме (эталону), % или доли ед.; Cj - скор j-ой незаменимой аминокислоты по отношению к физиологической норме (эталону), % или доли ед.; Cj = (Aj/A3j 100, (3) где Aj- массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты в прдукте, г/100 г белка; A3j — массовая доля j-ой незаменимой аминокислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка. 2) Коэффициент утилитарности аминокислотного состава, численно ха рактеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отноше нию к физиологически необходимой норме(эталону), доли ед.: U = КАяУЗД . (4) 3) Показатель сопоставимой избыточности содержания незаменимых аминокислот, характеризующий суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические цели, в таком количестве белка оценивае мого продукта, которое эквивалентно по их потенциально утилизируемому содержанию 100 г белка-эталона:
Существо качественной оценки сравниваемых белков с помощью формализованных показателей заключается в том, что чем выше значения U или меньше значение ас (в идеале U=l; ас=0), тем лучше сбалансированы незаме 57 нимые аминокислоты и тем рациональнее они могут быть использованы организмом.
Сыпучесть композитной смеси характеризуется углом естественного откоса, под которым понимается наибольший угол, образованный свободной поверхностью объекта с горизонтальной поверхностью. Угол естественного откоса определяли с помощью металлического цилиндра без дна по методике, изложенной в пособии [64].
Для приготовления теста за основу выбрали рецептуру хлеба белого из муки пшеничной первого сорта [109]. Для оценки влияния композитных смесей на свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий, тесто готовили по рецептурам, представленным в табл. 6-10.
Тесто влажностью 46,5 % замешивали на лабораторной машине интенсивного действия AT-12 в течение 3-5 мин. Затем полуфабрикат помещали в термостат с температурой 30-32 С для брожения. После этого тесто массой 0,25 кг формовали и помещали в расстойный шкаф АРГО-30 на 40 мин. Расстоявшиеся тестовые заготовки выпекали в лабораторной печи в течение 25-35 мин. при температуре 215-225 С.
Определение влияния некоторых параметров на технологические и реологические свойства нетрадиционных видов сырья
Основным критерием, характеризующим свойства обогатителей, является значение водоудерживающей способности (ВУС). Способность вещества удерживать воду связана со степенью гидрофильности и количеством присутствующих в нём биополимеров, характером поверхности и пористостью частиц, их размерами. Процессы гидротации компонентов муки характеризуются как химическая реакция, в результате которой образуются ионные соединения за счёт возникновения координационной связи. В воде растворяются молекулы кислорода, диоксида углерода, спирты, альдегиды, кетоны, сахара, белки и другие.
Растворение происходит за счет образования углеродных мостиков с гидроксильными группами Сахаров и спиртов, карбонильными группами альдегидов и кетонов. Водородные связи образуются между водородной и гидроксильной (-ОН), карбоксильной (-ООН), карбонильной (-СО), амидной (-NH2), имидной (-NH) и сульфгидрильной (-SH) группами [60]. Структурные компоненты пищевых волокон по-разному сорбируют воду. Пектиновые вещества, гемицеллюлозы - гидрофильные коллоиды. Целлюлоза - нерастворима в воде, но, обладая большим числом гидроксильных групп и развитой системой тончайших субмикроскопических капилляров, способна поглощать и удерживать влагу. Лигнин, являясь веществом ароматической природы, наименее гидрофилен. В результате сорбции вода поглощается, первоначально накапливаясь в поверхностном слое волокон, а затем распределяется во всем объёме путём диффузии [72].
Известно, что водоудерживающая способность муки и сырья влияет на процессы набухания, пептизации и, соответственно, реологические свойства полуфабрикатов. На величину водоудерживающей способности оказывают влияние многие факторы: температура воды (С), продолжительность контактирования с водой (мин), а также такие характеристики, как рН и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), (мВ) раствора [87].
Экспериментально установлено, что максимальное значение водоудерживающей способности в пищевых волокнах сахарной свеклы, обогатителе "Фаркосан" и отрубях достигается при продолжительности контактирования -40-50 мин.
Анализ значений ВУС для зародышевых хлопьев пшеницы и пшеничной муки первого сорта показал, что наибольшее значение определяемой характеристики достигается при продолжительности набухания 30 мин (составляет 3,43 и 1,90 г/г вещества соответственно). Максимальное значение ВУС (равное 3,24 и 1,25 г/г продукта) для соевой и гороховой муки достигается за 35 мин, для гречневой, овсяной, пшенной муки за 40 мин.
Исследования влияния температуры воды на ВУС проводили в течение 40 мин, температура варьировала в пределе от 20 до 60 С. Данные показывают, что с увеличением температуры ВУС увеличивается до максимального значения: у зародышевых хлопьев пшеницы при температуре 35 С, у соевой и гороховой муки - 40 С, у гречневой, овсяной и пшенной муки - 45 С, у пшеничной первого сорта — 45 С, а затем с ростом температуры снижается. Увеличение водоудерживающей способности нетрадиционных видов сырья при возрастании температуры связано с повышением активности функциональных групп высокомолекулярных ионов и увеличением толщины сольватного слоя. Снижение ВУС при температуре воды выше 45 С обусловлено уменьшением содержания водорастворимых фракций белков за счёт их перехода в растворимое состояние.
Мука пшенная 45 40 10,35 -773 Таким образом, наибольшей водоудерживающей способностью обладали исследуемые виды сырья, выдержанные в католитной фракции электроактивированного водного раствора. Это объясняется тем, что католит способствует изменению активационных электрохимических барьеров между взаимодействующими компонентами, повышает активность функциональных групп высокомолекулярных ионов, а также наличие долгоживущих активационных структур, в виде оболочек ионов, молекул, атомов, радикалов -это является катализатором процесса растворения белков. Использование ка-толитного раствора, обладающего биостимулирующим отрицательным потенциалом, поверхностно-активными и щелочными свойствами, что обеспечивается заданными рН, объясняет положительные изменения в белковой структуре. Аномальные свойства воды практически исчезают при контакте с мукой в начале технологического процесса, однако, эффект их воздействия на компоненты муки остается и проявляется в ускорении процессов брожения, в улучшении реологических свойств теста и показателей качества готовых изделий.
Исследование реологических характеристик полуфабрикатов в настоящее время представляет большой практический интерес, т.к. форма, объём, структура пористости, а значит и качество хлебобулочных изделий во многом определяются реологическими свойствами теста, т.е. его поведением в процессе замеса, брожения, разделки и выпечки [98].
Из применяемых видов сырья были составлены модельные композитные смеси: опыт 1-е применением смеси из пищевых волокон сахарной свеклы, отрубей пшеничных и обогатителя «Фаркосан»; опыт 2-е применением смеси из муки соевой, гороховой и зародышевых хлопьев пшеницы; опыт 3-е применением смеси из муки овсяной, пшенной, гречневой и зародышевых хлопьев пшеницы. Контролем служило тесто, замешанное из муки пшеничной первого сорта, дрожжей прессованных, соли поваренной пищевой и воды питьевой. Изучены реологические свойства используемых обогатителей и смесей на приборе «Валориграф» по методике, приведённой в раз 83 деле 2.3.1. Определены такие показатели теста как время образования (В, мин), стойкость при замесе (С, мин), упругость (D, мм), степень разжижение (Е, е.в.) и водопоглотительная способность муки (ВГГСМ, %) (таблица 13, 14).
Экспериментально доказано, что белковые вещества отрубей пшеничных, обогатителя «Фаркосан», пищевых волокон сахарной свеклы, муки гороховой, гречневой и пшённой не образуют клейковину. Поэтому реологические свойства этого сырья не были полностью изучены. В связи с этим они не находят самостоятельного применения в хлебопечении, а используются с пшеничной мукой для приготовления специальных сортов хлеба.
Овсяная мука является хорошим источником растворимой клетчатки (10,7 % в 100 г муки) и содержит большое количество слизей - коллоидных полисахаридов, к которым принадлежат растворимые в воде углеводы, образующие чрезвычайно вязкие и клейкие растворы. Клетчатка подобно крахмалу является гидрофильным соединением, благодаря огромной относительной молекулярной массе (106) и размерам молекул. Обладая жесткой капиллярно-пористой структурой, она хорошо набухает в воде, имеет высокую водопоглотительную способность. Именно эти показатели и являются основными факторами, определяющими высокую водопоглотительную способность овсяной муки.
Эластичность теста из овсяной муки заметно отличается от эластичности из пшеничной. Это связано с тем, что глютелины пшеничной муки, образующие клейковину, обладают линейной структурой в отличие от глютели-нов овсяной муки, которые не способны её формировать.
Реологические свойства клейковины и теста получают более полное обоснование, если принять линейную структуру глютелина, тогда и вязкость полуфабриката из пшеницы можно объяснить сильным раскручиванием достаточно гибких цепей и постоянным перемещением их относительно друг друга. Свойство эластичности возникает вследствие тенденции растянутых, незакрученных полипептидных цепей возвратиться к их прежней конформа-ции. Причиной же отсутствия вязко-эластичных свойств полуфабриката из овсяной муки является ветвящийся способ соединения полипептидных цепей, характеризующийся трехмерной разветвлённой структурой [82].
Интенсивное разжижение теста из зародышевых хлопьев пшеницы обусловлено содержанием в них большого количества глютатиона, который является активатором протеолиза и представляет собой трипептид, в состав которого входит остаток цистеина, содержащий группу -SH.
Разработка эффективного метода подготовки мучных композитных смесей
Технологическим приемом, позволяющим нивелировать негативное влияние мучных композитных смесей на свойства полуфабрикатов и качество пшеничного хлеба, является предварительная подготовка их перед замесом теста. Целью исследований явилась разработка эффективного способа подготовки композитных смесей с целью улучшения качества обогащенных изделий. Для нейтрализации ухудшающего действия смеси в тесте, необходимо снизить реакционную способность системы. В качестве экранирующего вещества использовали электроактивированный водный раствор с параметрами, позволяющими обеспечить наибольшую водоудерживающую способность смесей: рН = 9,0 и ОВП = - 691 мВ для смеси «Благополье»; рН = 9,8 и ОВП = - 756 мВ - для смеси «Полюшко-4»; рН = 9,88 и ОВП = -757 мВ - для «Полюшко-5».
С целью исследования влияния способа предварительной подготовки композитных смесей на структурно-механические свойства полуфабрикатов и качество хлеба проводили пробные лабораторные выпечки. Тесто готовили безопарным способом по рецептуре, приведённой в табл. 6 раздела 2.5. Композитную смесь «Благополье» в дозировке 4,5 %, смесь «Полюшко-4» - 12 %, смесь «Полюшко-5» - 6 % взамен массы муки пшеничной вносили в тесто следующими способами: 1) смешивание в сухом виде с мукой пшеничной до однородной массы; 2) выдерживание в питьевой воде; 3) выдерживание в электроактивированном водном растворе; 4)выдерживание в молочной сыворотке, замес теста на электроактивированном водном растворе.
Во всех пробах, обогащенных мучными композитными смесями, исследовали структурно-механические свойства полуфабрикатов, приготовленных разными способами внесения смеси в процессе замеса на приборе «Валори-граф» (табл. 25, представлен пример со смесью «Благополье»).
Выявлено, что максимальной устойчивостью при замесе и упругостью, наибольшей степенью разжижения обладало тесто с внесением смесей «Благополье» и «Полюшко-4» по способу 3, предусматривающему замачивание в ЭВР, смесь «Полюшко-5» по способу 4, то есть выдерживание в молочной сыворотке, замес теста на электроактивированном водном растворе. У проб, приготовленных по способу 2, данные показатели характеризовались самыми низкими значениями. Способ внесения композитных смесей в сухом виде занимал промежуточное положение. Самым кратковременным периодом образования характеризовались пробы со смесями «Благополье» и «Полюшко-4» по способу 3, а пробы со смесью «Полюшко-5» - по способу 4.
Пробные лабораторные выпечки подтвердили преимущество внесения композитных смесей «Благополье» и «Полюшко-4» по способу 3, «Полюш-ко-5» - по способу 4: пористость увеличилась на 1,3 - 6,7 %, удельный объем — на 16-18 см3/100 г, общая деформация сжатия - в 1,1-1,3 раза по сравнению с другими исследуемыми способами внесения. Они отличались гладкой поверхностью, развитой тонкостенной пористостью, эластичным мякишем. Внешний вид изделия с композитной смесью «Полюшко-5» представлен на рис. 25.
Внешний вид хлеба приготовленного разными способами подготовки смеси: 1 - смешивание смеси в сухом виде с мукой пшеничной до однородной массы; 2 - выдерживание в молочной сыворотке, замес теста на элек 119 троактивированном водном растворе; 3 - выдерживание в питьевой воде; 4 - выдерживание в электроактивированном водном растворе. Таким образом, в результате проведенных исследований предложен эффективный способ внесения смесей в тесто: - «Благополье» - выдерживание в электроактивированном водном растворе с параметрами рН = 9,0 и ОВП = -691 мВ; - «Полюшко-5» - выдерживание в молочной сыворотке 35 мин, замес теста на электроактивированном водном растворе при рН = 9,88 и ОВП = -757 мВ; - «Полюшко-4» - предварительное выдерживание в ЭВР с параметрами рН = 9,8иОВП = -756мВ. В процессе брожения теста, приготовленного на католитной фракции Электроактивированного водного раствора, система теряет свои аномальные свойства, но эффект ее действия на компоненты муки остается и проявляется в ускорении процессов брожения, в улучшении реологических свойств полуфабрикатов и показателей качества хлеба. Именно такая подготовка смесей улучшает реологические характеристики теста и потребительские свойства обогащенных изделий.
С ростом водоудерживающей способности (ВУС) масса отмываемой клейковины увеличивается, она становится более упругой и эластичной. Экспериментально установлено, что наибольшая водоудерживающая способность смеси для хлеба «Благополье» составляет 5,8 г воды/г вещества, «Полюшко-4» - 3,5 г воды/г вещества, «Полюшко-5» - 2,58 г воды/г вещества, выдержанные в католитной фракции электроактивированного водного раствора, обладающего биостимулирующим отрицательным потенциалом, что обеспечивается заданными рН и ОВП, объясняет положительные изменения в белковой структуре. Реакционные группы белков взаимодействуют с различными типами соединений и образуют композитные формулы, которые усиливают процессы влагопоглощения.
Применение электроактивированного водного раствора, обладающего поверхностно-активными и щелочными свойствами, пластичность теста снижается, а вязкость повышает.
Пластическая деформация теста для исследуемых образцов выше, по сравнению с контролем. Это объясняется тем, что в полуфабрикате со смесями содержится значительно большее количество клетчатки по сравнению с контролем, которая является гидрофильным соединением. Благодаря высокой молекулярной массе и размерам молекул она не растворима в воде. Обладая жесткой капиллярно-пористой структурой, она хорошо набухает в воде, приобретая пластичность. В тесте клетчатка повышает влагоемкость муки упруго-пластические характеристики его структуры.
Основным физико-химическим свойством Сахаров, оказывающих влияние на структуру и механические свойства мучного теста является их способность растворяться в воде. В полуфабрикате со смесью «Благополье» Сахаров содержится в 1,4; «Полюшко-4» - в 4,3; «Полюшко-5» - в 2,7 раза больше по сравнению с контролем. С увеличением количества Сахаров, пластичность повышается. Липидов, являющихся пластификаторами содержится в тесте со смесью «Благополье» в 11,6, «Полюшко-4» - 17,9, «Полюшко-5» - в 15,3 раза больше по сравнению с контролем.
Образуемые при брожении теста агрегирующие продукты: угольная, молочная и др. кислоты - способствуют набуханию и пластификации полимерных соединений зерен (белков и др.).
Таким образом, сравнительная оценка упруго-вязко-пластичных свойств полуфабрикатов, приготовленных на ЭВР и питьевой воде экспериментально доказала и подтвердила целесообразность применения католитной фракции электроактивированного водного раствора для обогащенных изделий мучными композитными смесями.
