Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одним из приоритетных направлений развития хлебопекарной отрасли – обогащение хлебопродуктов различными пищевыми добавками, позволяющими улучшить их витаминно-минеральный состав.
В настоящее время покупатель постепенно переходит от потребления традиционных сортов хлеба к функциональным, включающим в себя различные добавки в виде семечек, муки грубого помола и т.д., обогащенные витаминами и микронутриентами.
Основами государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г., утвержденными распоряжением Правительства Российской Федерации от 25.10.2010 № 1873-р, предусмотрено увеличение доли производства продуктов массового потребления, обогащенных витаминами и минеральными веществами, включая массовые сорта хлебобулочных изделий, а также молочные продукты, – до 40…50% общего объема производства.
В связи с этим работа, направленная на разработку технологии производства сухой закваски с использованием новых растительных ингредиентов – хмеля и тыквы, позволяющих обогатить хлебопекарную продукцию витаминами и минеральными веществами, является актуальной.
Задачей представленной научной работы является получение сухой хмеле-тыквенной закваски (ХТЗ) для использования ее при производстве хлебобулочных изделий функционального назначения крупными хлебозаводами, мини-пекарнями и предприятиями общественного питания.
Выполнение поставленной задачи имеет существенное значение в области здорового питания населения страны.
Работа выполнена в соответствии с грантом, предоставленным Фондом содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере, программы СТАРТ-1 по государственному контракту № 200ГС1/8710 от 25.04.2014 г. «Разработка технологии производства фруктовых и овощных порошков» (заявка № 2014-1-00565, тема проекта «Разработка технологий производства растительных порошкообразных полуфабрикатов для производства бездрожжевых хлебобулочных и кондитерских изделий профилактического и функционального назначения»).
Степень разработанности темы. Многие ученые изучали влияние различных растительных ингредиентов на качество хлебобулочных изделий, в том числе, Л. П. Пащенко, Г. В. Шабурова, Л. Я. Ауэрман, А. А. Курочкин, Л. И. Пучкова, Р. Д. Поландова, Н. В. Лабутина, С. Я. Корячкина, Т. Г. Богатырева, Н. М. Дерканосова и другие, однако ими изучался вопрос внесения различных нетрадиционных ингредиентов в тесто хлебобулочных изделий при его замесе, а не на стадии приготовления самой закваски.
Вопросом продления срока хранения хлебопекарной закваски на основе хмеля занимались Г. Г. Дубцов, И. С. Легков. Было установлено, что из известных способов консервирования хлебопекарной закваски наиболее рациональным является ее высушивание, но ими не были обоснованы режимы высушивания закваски.
Основные положения процесса сушки, в том числе растительных материалов, были сформулированы и развиваются такими учеными как: А. В. Лыков, Г. К. Филоненко, С. П. Рудобашта, В. М. Дмитриев, В. И. Коновалов, А. В. Журавлев и другими, но вопрос сушки многокомпонентных полидисперсных материалов остается не изученным.
Предлагается гипотеза, что совершенствовать технологию производства хлебобулочных изделий можно за счет применения закваски, приготовленной на основе растительных ингредиентов: хмеля и тыквы сорта «Мичуринская», обладающих высокими качеством и безопасностью, что в полной мере соответствует основам государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г. Продлить срок хранения закваски возможно при ее высушивании на двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушилке (ДКВИС).
Цель исследований: повышение показателей качества сухой закваски для производства ржано-пшеничного хлеба функционального назначения.
Объект исследования – технологический процесс получения сухой хмеле-тыквенной закваски и средства, его обеспечивающие.
Предмет исследования – влияние дозировки тыквы, хмеля и отрубей на качество закваски и готового продукта. Зависимость показателей сохранения жизнедеятельности дрожжевых клеток и БАВ от режимов сушки.
Научная новизна результатов исследования:
разработана и обоснована БТС получения сухой хмеле-тыквенной закваски (ХТЗ);
теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования тыквы сорта Мичуринская при получении хлебопекарной закваски;
- выявлены рациональные режимы и параметры сушки ХТЗ.
Техническая новизна подтверждена патентом RU 2548230 Энергосбере
гающая двухступенчатая сушильная установка для растительных материалов.
Теоретическая и практическая значимость результатов работы.
Теоретическая значимость заключается в разработке и обосновании биотехнологической системы получения сухой хмеле-тыквенной закваски, определении оптимальных режимов сушки ХТЗ и микронутриентного баланса изделия хлебобулочного хлеб «Украинский новый», подготовленного на основе использования полученной сухой ХТЗ.
Практическую значимость имеет разработанная технология и линия получения сухой ХТЗ для производства изделия хлебобулочного «Хлеб Украинский новый». Разработан проект СТО 00876568-009-2016 «Закваска хлебопекарная».
Результаты теоретических и экспериментальных исследований имеют большую практическую значимость для конструкторских, проектных организаций, предприятий общественного питания, хлебопекарной отрасли и учебных заведений.
Методы исследования. При проведении теоретических исследований использовались известные законы физики, термодинамики, теоретической механики и математики.
При проведении экспериментальных исследований применялись общеизвестные методики и разработанные на их базе – частные. Лабораторные и производственные исследования проводились с использованием современных электронных и механических установок и приборов.
Обработка экспериментальных данных проводилась методом математической статистики, с использованием программ MicrosoftExcel 2013 «Statistic 10».
Основные научные положения, выносимые на защиту:
-
обоснование БТС получения сухой ХТЗ;
-
результаты исследований физико-химических и микробиологических свойств ХТЗ;
-
результаты теоретических исследований процесса получения и сушки ХТЗ;
-
результаты экспериментальных исследований;
-
технико-экономическая оценка результатов исследований.
Степень достоверности и апробация работы подтверждается достаточным количеством выполненных экспериментов, использованием современных общепринятых методик, ГОСТов, приборов и оборудования, схождением результатов, полученных теоретическими и экспериментальными исследованиями, совпадением полученных результатов с данными других исследователей по соответствующей тематике, внедрением полученных результатов в производство, выступлениями с докладами на международных конференциях с результатами исследований, одобрением и публикацией материалов в ведущих журналах.
Результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на заседаниях кафедры «Технологии хранения и переработки продукции растениеводства» МичГАУ (2012 – 2016 гг.); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Экономика и бизнес. Взгляд молодых» (Челябинск, 2012); на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии продуктов здорового питания» посвященной 160-летию со дня рождения И. В. Мичурина (5 сентября 2015 г.); 7-й Международной биотехнологической форум-выставке «РосБиоТех» (Москва, 2013); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве функциональных продуктов питания» (Мичуринск, 2014).
Соответствие паспорту специальности. Диссертационные исследования соответствуют паспорту специальности 05.18.01 «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства», п. 2 «Разработка научных основ технологий применения новых видов сырья, в том числе вторичного сырья зерноперерабаты-вающей и плодоовощной отрасли с целью рационального использования ресурсов и повышения пищевой биологической ценности», п. 3 «Разработка новых (в том числе интенсивных) и совершенствование существующих технологий производства продуктов зерноперерабатывающей, комбикормовой, крупяной, хлебопекарной, макаронной, кондитерской, винодельческой, консервной, овоще-и фруктосушильной, пищеконцентратной отраслей, быстрозамороженной продукции» и п. 9 Положения о присуждении ученых степеней – изложены новые,
научно обоснованные технические, технологические или иные решения и разработки, имеющие существенное значение для развития страны.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент РФ на изобретение. Объем публикаций составляет 3,8 печ. л., из них автору принадлежит – 1,6 печ. л.
Личный вклад автора состоит: в проведении анализа литературных источников по теме диссертации, в непосредственном участии соискателя в получении исходных данных и научных экспериментах, обработке теоретических и экспериментальных результатов исследований, разработке и обосновании схемы БТС для производства ХТЗ, линии получения сухой ХТЗ и циклограммы рационального использования рабочего времени, расчете технико-экономической эффективности предложенных технических решений, а также в личном участии соискателя в апробации результатов исследования на всероссийских и международных конференциях.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемых источников и приложений. Объем диссертации составляет 151 страницу основного текста, содержит 32 рисунка, 19 таблиц, список литературы из 119 наименований, из них 7 на иностранных языках и 14 приложений.