Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Современные технологии приготовления пряников 8
1.1.1. Влияние условий приготовления полуфабрикатов на структурно-механические свойства теста 12
1.1.2. Влияние различных добавок на сохранение свежести пряников 17
1.2. Основные направления совершенствования технологии пряников IS
1.3. Пектины и их применение в качестве пищевых добавок 30
2. Экспериментальная часть 41
2.1. Сырьё, используемое в процессе исследований 43
2.2. Методы исследований, применявшиеся в работе
2.2.1. Методы исследования сырья
2.2.2. Способы приготовления пряничного теста и заварных пряников 45
2.2.3. Методы определения качества заварных пряников 51
2.2.4. Специальные методы исследования 52
2.2.5. Метода исследования свойств пряничного теста
2.3... Характеристика сырья, применявшегося в работе 52
2.4. Результаты исследований и их анализ 55
2.4.1. Влияние пектинов различной степени этерисоикации на качество заварных пряников 55
2.4.1.1. Влияние дозировки и способа внесения яблочного пектина на качество пряников 57
2.4.1.2. Влияние яблочного пектина на сохранение свежести пряников
2.4.1.2.1. Определение свежести пряников с пектином по их набухаемости 70
2.4.1.2.2. Определение свежести пряников с пектином методом протонного магнитного резонанса 80
2.4.1.3. Разработка рецептуры заварных пряников с яблочным пектином и оценка их пищевой ценности 83
2.4.1.4. Влияние дозировок и способа внесения цитрусового пектина на качество пряников 87
2.4.1.5. Влияние добавок цитрусового пектина на сохранение свежести пряников ЮЗ
2.4.1.6. Разработка рецептуры пряников с цитрусовым пектином и оценка их пищевой ценности 108
2.4.2. Влияние пектинов различной степени этерификации на свойства пряничного теста 115
2.4.2.1. Влияние пектина' различной степени этерификации на свойства модельной системы пряничного теста 117
2.4.3. Влияние гранатового порошка на качество заварных пряников 120
2.4.3.1. Влияние дозировок и способа внесения гранатового порошка на качество пряников 122
2.4.3.2. Влияние гранатового порошка на сохранение свежести пряников 131
2.4.3.3. Разработка рецептуры пряников с гранатовым порошком и оценка их пищевой ценности 133
2.4.4. Разработка технологии приготовления заварных пряников с пектином и пектинсодержащим сырьем и её апробация в производственных условиях. 138
- Влияние условий приготовления полуфабрикатов на структурно-механические свойства теста
- Способы приготовления пряничного теста и заварных пряников
- Разработка рецептуры заварных пряников с яблочным пектином и оценка их пищевой ценности
- Разработка рецептуры пряников с гранатовым порошком и оценка их пищевой ценности
Введение к работе
В условиях происходящих в странах СНГ, в том числе в Грузии экономических и социальных преобразований, развития интеграции и насыщения внутреннего рынка разнообразными продуктами питания зарубежных фирм одним из основных направлений развития пищевой индустрии является создание новых видов конкурентоспособной продукции, обладающей высокими вкусовыми достоинствами и другими ванными потребительскими свойствами. Расширение ассортимента пи-щевой продукции экономически целесообразно осуществлять на основе комплексного использования местных сырьевых ресурсов с учетом современных научных представлений о рационализации структуры питания и с целью обеспечения полноценными и разнообразными продуктами питания различных групп населения.
Одно из направлений работ по расширению ассортимента - создание новых видов изделий путем введения в состав традиционно выпускаемой продукции пищевых добавок и обогащения её витаминами, микроэлементами, белком, пищевыми волокнами и другими ценными компонентами. Б числе этих добавок внимание исследователей уже давно привлекают пектин и пектинсодераащие вещества. Уникальные физико-химические свойства пектинов, их полифункциональность, широкий спектр профилактического воздействия на организм человека делают весьма актуальной задачу научного обоснования и разработки способов приготовления обогащенных пектином и пектиновыми веществами пряников - мучных кондитерских изделий, пользующихся стабильным спросом населения.
Анализ научно-технической литературы свидетельствует, что исследования по применению пектинов и пектиновых веществ в мучных изделиях касаются в основном хлебобулочных продуктов. Показано, что введение пектинов в рецептуры этих изделии позволяет повысить их качество и увеличить сроки сохранения свежести, однако в этих работах детально не исследовались вопросы взаимосвязи эффекта действия пектиновой добавки в пищевых системах с особенностями её химического строения, обусловленного видом растительного сырья, из которого выделены пектины, их молекулярной массой, степенью этерификации, наличием ацетильных групп и др. Особенности строения молекул пектинов могут влиять на проявление их функцію-нальных свойств в пищевых системах.
При использовании пектинов в составе растительных пищевых добавок (например, гранатового порошка) их влияние на свойства мучных полуфабрикатов и готовых изделии может иметь характер, отличный от действия "чистого" пектина в связи с тем, что эти-добавки представляют собой многокомпонентные системы, содержащие помимо пектина углеводы, клетчатку, дубильные и минеральные вещества, витамины и др. К тому же, вследствие различия состава пищевых систем хлебобулочных изделий и пряников функциональные свойства пектинов и пектинсодержащих веществ могут проявиться в них различным образом.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение влияния добавок пектинов различного химического строения (низко-и высокоэтерифицироваиные яблочный и цитрусовый пектины) и пектин-содержащего сырья (гранатовый порошок) на свойства пряничного-теста и качество заварных пряников, а также разработка на этой основе рецептур новых сортов заварных пряников и технологии их приготовления.
В процессе выполнения исследовании решались следующие задачи:
- исследование действия добавок пектина различного химического строения на качество заварных пряников и структурно-механические свойства пряничного теста;
- изучение влияния пектиновых добавок на сохранение свежести заварных пряников в процессе хранения, определение их пищевой и энергетической ценности;
- разработка рецептур и технологии приготовления новых сортов пряников;
- опытно-промышленная апробация основных результатов исследований.
Научная новизна. Дано научное обоснование использования , пектиновых добавок для улучшения качества заварных пряников, увеличения сроков сохранения их свежести. Показано, что добавление пектина в тесто обусловливает изменение его структурно-механических свойств вследствие взаимодействия этого гидроколлоида со структурными компонентами теста, изменение свойств пряничного теста и качества пряников зависит от особенностей строения пектина (степени этерификации), его количества и способа внесения в рецептурную смесь. Показано, что наибольшее улучшение качества пряников обеспечивается при использовании низкоэтерифицированных пектинов в количестве 0,1$ к массе муки при внесении их в заварку, что обеспечивает растворение пектинов и более выраженное проявление ими функциональных свойств.
Методом протонного магнитного резонанса показано, что молекулы пектина участвуют в перераспределении свободной влаги между высокомолекулярными компонентами теста и пряников при их хранении, способствуя более прочному связыванию влаги, проявляющемуся в увеличении сроков сохранения свежести изделий.
Практическая ценность. Научно обоснованы рациональные режимы приготовления массовых сортов заварных пряников с пектином и пектинсодержащими добавками, разработаны рецептуры заварных пряников с яблочным и цитрусовым пектином, а также с гранатовым порошком.
По разработанной и утвержденной научно-технической документации на Кутаисском хлебозаводе & 4 выработана партия заварных пряников с яблочным пектином "Колхети". Промышленные испытания подтвердили правильность рекомендованных по результатам исследований дозировки яблочного пектина и режима приготовления пряников, высокие показатели их качества. Выработанные в промышленных условиях пряники с пектином сохраняли свою свежесть в 2,9 раза дольше, чем пряники без пектина.
Влияние условий приготовления полуфабрикатов на структурно-механические свойства теста
Ряд отечественных и зарубежных исследований посвящен, изучению структурно-механических свойств пряничного теста.
Анализ результатов этих исследований показывает, что на реологические свойства теста оказывают существенное влияние: температурный режим ведения процесса, время замеса теста, продолжительность отлежки заварки, соотношение рецептурных компонентов и др. Выявление характера действия каждого из этих факторов на реологию теста позволяет оптимизировать технологический процесс и улучшить качество изделий.
При изучении реологических свойств пряничного теста, приготовленного на эмульсии, установлено, что с увеличением продолжительности его выдержки возрастает коэффициент консистенции и снижается индекс течения. Так, увеличение продолжительности от-лежки теста до I ч повышает коэффициент консистенции в среднем на 12$ и уменьшает индекс течения на 49$ /"41 У.
Кроме того, исследовали физикокеанические характеристики неразрушенной структуры пряничного теста - модуль упругой деформации и объемную вязкость, значенім которых стабилизировались и становились постоянными через 50 мин. после окончания замеса. На основе .этих результатов сделан вывод о том, что технологические процессы следует вести спустя 50 мин. после замеса теста, когда свойства неразрушенной структуры пряничного теста становятся постоянными.
Влияние температурных режимов на структурно-механические свойства пряничного теста описано в работах [ 41, 42, 129./. Установлено, что с повышением температуры теста коэффициент консистенции уменьшается. Так, повышение температуры пряничного теста, полученного на эмульсии, от 28 до 34С снижает коэффициент консистенции на 30$ без изменения значешш индекса течения / 41 /. Характер изменения этих реологических характеристик не одинаков для теста различного рецептурногоростава.
В результате исследование установлено, что температура теста не должна превышать 25С - .для пряников "Тульские" и 30-35С -для пряников "Москва"/42 /.
Помимо рассмотренных факторов, на структурно-механические свойства пряничного теста оказывает влияние соотношение основных компонентов, входящих в рецептуру. Как показали исследования, проведенные на Московском хлебозаводе їх 24, увеличение концентрации муки в тесте способствует росту коэффициента консистенции, а повышение концентрации эмульсии и водного раствора - его снижению. При этом отклонение этих двух показателей всего на 1% обусловливает изменение коэффициента консистенции на ю%, а изменение на 1% концентрации водного раствора вызывает отклонение этой реологической характеристики уже на 20$. По результатам работы рекомендуется при непрерывном процессе замеса теста в качестве регулятора его консистенции использовать воду /"40 ./. 0.Г.Силаевым и другими изучены фрикционные свойства пряничного теста, от которых зависит эффективностъ ведения основных операций по приготовлению теста и изготовлению пряников -смешивания, дозирования, транспортирования и .других /81 7. Описаны опыты с тестом .для пряников "Московский сувенир", выполненные в производственных условиях Московского хлебозавода . j 24. Для характеристики физической сущности процесса контактного взаимодействия теста с конструкционными материалами при их относительном перемещении введено понятие "коэффициент скольжения". Изучены зависшлости коэффициента скольжения пряничного теста от марки материала кольца, напряжения контакта и скорости скольжения. Установлено, что для всех исследованных материалов (дюралюминий Д-І6, фторопласт-4, органическое стекло, сталь Ст.з) коэффициент скольжения повышается при возрастании скорости скольжения и снижается при увеличении напряжения контакта. Полученные данные позволяют оптимизировать некоторые технологические операции по приготовлению пряничного теста.
Б кондитерской промышленности качество пряников определяется в соответствии с ГОСТ 15810-80. Для оценки совокупности свойств, по которым принято определять качество пряников, предложен комплексный показатель. Его разработка осуществлялась с учетом коэффициентов значимости единичных показателей качества, которые были выявлены на основе экспертного опроса специалистов при установленной степени согласованности их мнений ./" 62/.
Поскольку пряники относятся к продуктам длительного хранения, важное значение имеет сохранение их качества в течение определенного времени. Основные изменения, возникающие в пряниках при хранении, связаны с высыханием и черствением, т.е. потерей свежести. Теряя влагу, пряники становятся твердили, с трудом разжевываются. Вместе с тем, при хранении в условиях повышенной относи-тельной влажности воздуха пряники могут, наоборот, увлажняться и плесневеть / 8 /.
Способы приготовления пряничного теста и заварных пряников
Заварное пряничное тесто и пробы пряников .для исследовании, как отмечалось, готовили в лабораторных условиях, взяв за основу рецептуру заварных пряников типа "Северные", с добавлением в них взамен части муки пектинов различной степени зтеришикацші, а такие гранатового порошка в различных дозировках и внесенных на разных стадиях тестопрпготовления. Пектины и пектинсодержащее сырьё, характеристика которых дана в разделе 2.3 данной работы, вносили в следующих количествах,$ к массе муки: яблочный пектин -0,05; 0,07; 0,1; 0,2; 0,3 цитрусовый пектин :- 0,07; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 гранатовый порошок - 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 Контрольными служили пробы, приготовленные без добавок пектинов и гранатового порошка. Для приготовления пряничного теста по каждой серии опытов рассчитывали рецептуру (рецептуры 1-3) с учетом внесения взамен муки пектинов и гранатового порошка в указанных выше дозировках. Количество воды на замес теста рассчитывали по методике, описанной З.Ф.фалуниной в "Лабораторном практикуме по общей технологии пищевых продуктов" /Г92 Л Для выпечки пряникову готовили заварным способом, состоящим из трех фаз: заваривания муки в сахаро-паточном сиропе; охлаждения заварки; замеса заварки с остальными видами сырья, предусмотренными рецептурами. Сироп получали перемешиванием сахара, патоки и воды при температуре 70-75С до полного растворения сахара. Полученный сироп переносили в месильную емкость тестомесильной машины и при температуре не ниже 65С на рабочем ходу месильной машины к нему посте-пенно добавляли муку, заварное тесто перемешивали 10-12 мин., влажность заварки - 19-20%. Заварку охлаждали до температуры 25-27С в той же месильной машине с двойной рубашкой водопроводной водой. Б охлажденную заварку вводили остальное сырьё, предусмотренное для каждой серии опытов соответствующей рецептурой, причем в последнюю очередь вносили растворенные в воде химические разрыхлители.
Пектины и гранатовый порошок вводили как в заварку, так и в тесто в указанных выше количествах. Продолжительность замеса теста с момента загрузки всего сырья - 25-30 мин; температура теста - в пределах 29-30С, влажность - 20-22%. Разделку теста проводили вручную на разделочной доске, предварительно накрыв её тонким слоем муки (во избежание прилітання теста к доске). Раскатывали тесто до толщины 12-13 мм и отформовывали его ручным круглым штампом. Выпечку пряников осуществляли в лабораторной электрической печи при температуре 210-220 в течение 12 мин. Готовые изделия охлаждали до комнатной температуры (20-22) и подвергали органо-лептической оценке. Через 16 час. проводили анализ качества пряников по физико-химическим показателям. Методы анализа качества готовых изделий описаны в разделе 2.2.3. данной работы. Качество исследуемых проб готовых изделий оценивали как органолептически, так и определением его физико-химических показателей в соответствии с ГОСТ 15810-80. Органолептическая оценка заварных пряников с добавкой яблочного, цитрусового пектинов и гранатового порошка (опытные пробы) и без них (контроль) заключалась в определении таких показателей, как форма, поверхность, цвет, вид в изломе, вкус и запах,.консистенция. Для каждой серии опытных выпечек определяли показатели: влажность, массовую долю общего сахара, массовую долю жира, щелочность, массовую долю золы. Влажность изделий находили ускоренным методом путем высушивания измельченной пробы пряника массой 5 г в сушильном шкафу при = І30С в течение 40 мин. по методике, приведенной в работе /"29 У. Полученные результаты оценивали по их соответствию нормативным показателям (по ГОСТ 15810-80). Массовую долю общего сахара (по сахарозе) в пересчете на сухое вещество определяли по ГОСТ 5903-89. Массовую долю жира в пересчете на сухое вещество определяли по ГОСТ 5899-85. Щелочность готовых изделий определяли по ГОСТ 5898-87. Массовую долю золы, не растворимой в Ю -ной соляной кислоте, определяли по ГОСТ 5901-87.
Удельный объем пряников определяли методом, описанным в руководстве /"74.7. Плотность пряников устанавливали отношением их массы к общему объему изделий и выражали в г/см3. Степень свежести изделий определяли измерением объема осадка измельченных пряников Г12 J через I, 7, 15 и 30 суток хранения. Полученные показатели выражали в процентах.
Разработка рецептуры заварных пряников с яблочным пектином и оценка их пищевой ценности
Конечные времена спин-спиновой релаксации протонов влаги т? У этого образца, к 23 суткам хранения равные 300 мкс - меньше, чем у контрольного образца (Т = 5Q0 мкс). Изменения р. у контрольного образца заканчиваются примерно к 15 суткам, тогда как у образца 4 - к 23 суткам хранения. Очевидно, что от Ю до 15/2 абс.связанной влаги переходит в очень малоподвижное состояние с временами То ЮО мкс и дает вклад в обідни сигнал ;fi-Am ,--, от протонов образующейся углевод-белковой структуры, добавка пектина замедляет её образование, однако сама структура при этом способна более прочно связать влагу. О включении связанной влаги в образование пространственной жесткой структуры свидетельствуют изменения содержания Рг, -л при хранении пряников. Если в первые сутки после выпечки доля твердой фазы р„ .-, меньше теоретического её значения, рассчитанного из рецептуры, то через 3-5 суток её содержание превышает теоретическое. У образца 4 (с добавкой пектина-К) Рф г больше, чем у остальных, и к 30 суткам хранения составляете , что на -%% превышает теоретическое. Сигнал А изменяется слабо при некотором уменьшении т", и рассчитанная по формуле (2) величина Р П 14%. Такшл образом, по изменению свобо.дной и связанной влаги в различных образцах пряников в процессе их хранения можно сделать следующие вывода: I) пектин значительно сильнее связывает влагу, чем крахмал и мука, причем чем ниже степень его этерификапии,тем более высока его влагосвязывающая способность; 2) добавка пектина в тесто при выпечке пряников способствует образованию при их хранении пространственной углевод-белковой структуры, обладающей способностью прочно связывать влагу.
Следовательно, пряники с внесением пектина (особенно низко-этерифицированного) черствеют значительно медленнее, чем пряники без пектина. На основе результатов исследовании, которые позволили выя вить оптимальные тип и дозировку яблочного пектина, вносимого взамен части муки, разработана рецептура заварных пряников, предусматривающая внесение яблочного пектина в количестве 0,1% к массе муки (табл.19). Судя по этим данным, добавление пектина практически не влияет на показатели энергоценности и калорійности изделий, но при этом происходит повышение пищевой ценности пряников с пектином по сравнению с пряниками "Северные". Согласно теории сбалансированного питания, организм человека должен получать не только усвояемые вещества, но и пищевые волокна. Рассматривая влияние добавок пектина в пряники в этом аспекте, следует отметить роль клетчатки в деятельности желудочно-кишечного тракта человека. Как известно, пектиновые вещества обеспечивают образование гелеобразных структур, влияющих на скорость Есасы-вания и транзита пищи по пищеварительному каналу. Цель данного этапа работы - исследование влияния цитрусового пектина разной степени этерификащи, вносимого в различных дозировках и различными способами на качество заварных прянішов :і сохранение их свежести. Б исследованиях использованы методики, аналогичные примененным в экспериментах по яблочному пектину и описанные в разделах 2:.2.2. и 2.2.5. Рецептура пряников с добавлением цитрусового пектина приведена в табл.2 (см. раздел 2.2.2.). В исследованиях использовали цитрусовый пектин со степенью этерификаыда 33-38 и 72А , который вносили в количествах от 0,07 до 2,0$ к массе муки как в заварку, так и в тесто. Контрольной служила проба без пектина. Лабораторные пробы выпечек во всех сериях опытов анализи ровали ". по органолептическим и физико-химическим показателям по методикам, описанным в разделе 2.2.3.
Разработка рецептуры пряников с гранатовым порошком и оценка их пищевой ценности
С учетом химического состава гранатового порошка, содержащего 5,95$ общих Сахаров, 5,1$ пектіша, 31,6$ дубильных веществ, 13,0$ клетчатки, 1,9$ минеральных веществ в целях обогащения . им мучных кондитерских изделии и на основе полученных в иссле дованиях результатов разработана рецептура нового сорта пряников, получивших название "Осенние" (табл.43) 1. Установлена зависимость качества изделии от дозировки и способа внесения гранатового порошка: пряники лучшего качества получены при внесении гранатового порошка в дозировке 7,0$ к массе муки в заварку. 2. Изучено влияние гранатового порошка на содержание редуцирующих Сахаров в. готовых изделиях: установлено, что оно зависит как от дозировки,, так и способа внесения этого вида растительно:! добавки. Наиболее высокое содержание Сахаров в пряниках отмечается при внесении 0,1$ порошка в заварку: в этом случае редуцирующих Сахаров в готовых изделиях содержится на 5,1$ больше, чем при добавлении порошка в заварку. 3.
Проведена математическая обработка экспериментальных данных. Получены уравнения зависимости содержания, редуцирующих Сахаров от количества и способа внесения гранатового порошка. 4. Установлена, что пищевая ценность изделий, приготовленных с введением в рецептуру 7,0$ порошка в заварку, повышается: по содержанию минеральных веществ - на 3,25 , витаминная ценность - на 82,3 , при этом витамина С вносится в количестве 4,27 мг. 5. Показано, что скорость черствения пряников с гранатовым порошком, внесенным в оптимальной дозировке (7,0$ к массе муки), замедляется в 1,7 раза по сравнению с контрольным образцом; при этом способ внесения порошка (в заварку, в тесто) не оказывает влияния на скорость черствения изделий. Таким образом, введение гранатового порошка в рецептуру заварных пряников существенно восполняет дефицит витаминов в изделиях этого вида и кроме того, обогащает их минеральными веществами и пищевыми волокнами. Анализируя показатели качества и скорости черствения пряников со всеми исследуемыми добавками, приходим к выводу о том, что внесение "чистого" пектина на различных стадиях тестоприго-товления в большей мере сказывается на сохранении свежести изделии (в 2,9 раза) и в меньшей - на их качестве по сравнению с добавлением граріатового порошка, действие которого более значило проявляется на повышении качества пряников и менее ( в 1,7 раза) - на замедлении скорости их черствения. Эти данные подтверждают наше изначальное представление о , различном влиянии на свойства мучных полуфабрикатов и готовых изделий "чистых" пектинов и пектинсодержашего сырья.
Очевидно, в связи с тем, что основная часть пектина в гранатовом порошке находится в нерастворшюи форме (в виде протопектіша) его способность прочно удерживать в готовых изделиях воду в связанном состоянии существенно снижается. Положительный эффект действия пектинсодержашего сырья на показатели качества пряников обусловлен, на наш взгляд, наличием в нем, прежде всего, значительного количества клетчатки (13$), которая как известно, оказывает позитивное влияние на качество изделий из пшеничной муки. Результаты выполненных исследований явились основанием для создания новой технологии приготовления заварных пряников, обогащенных пектином и пектинсодержащим веществом. Технологическая схема приготовления пряников с исследуемыми видами растительных добавок приведена на рис.2. Б соответствии с разработанной технологией пектин или грана товый порошок вносят при приготовлении заварки, постепенно при перемешіщанші, добавляя в сироп муку и пектинсодержащую добавку. Продолжительность перемешивания компонентов составляет 10-15 мин., влажность - 19-20$, температура 40-60С. Перед использованием заварки для приготовления теста её охлаждают до 25-27С. При замесе теста, продолжительность которого составляет 5-7 мин., в заварку добавляют расчетные количества жировых компонентов (маргарина и растительного масла) и дополнительного сырья (разрыхлителей и эссенции). Температура пряничного теста 28-30С, влажность - 18-22$. После формования пряники выпекают при 210-220С. Продолжительность выпечки - 5-7 мин. Температура пряников после охлаждения 45-50С Готовые пряники расфасовывают или направляют на глазирование стандартным способом. В производственных условиях хлебозавода & 4 г.Кутаиси проведены промышленные испытания способа производства заварных пряников "Колхети" с введением в рецептуру яблочного пектина.
