Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время большое внимание уделяется проблеме рационального питания и производству продуктов повышенной пищевой ценности.
Зерновой хлеб является одним из функциональных продуктов питания, технология которого позволяет сохранить витамины, аминокислоты, микроэлементы и другие биологически активные вещества, заложенные природой в зерно. Значительный вклад в совершенствование технологии хлеба из целого зерна и расширение его ассортимента внесли В.М. Антонов, Р.В. Кузьминский, Р.Д. Поландова, В.Д. Малкина, Е.И. Шкапов, Г.Н. Панкратов, А.С. Романов, С .Я. Корячкина и другие ученые.
Рациональная технология производства зернового хлеба должна обеспечить сохранность полезных свойств продукта на каждом этапе его производства, в частности на этапе его выпечки.
Электроконтактная (ЭК) выпечка хлеба позволяет в большей степени сохранить биологически ценные вещества сырья и предотвратить образование нежелательных веществ, неусваиваемых организмом соединений, характерных для традиционной радиационно-конвективной (РК) выпечки. Данный способ выпечки позволяет снизить гликемический индекс (ГИ) готовых изделий.
Предыдущими исследователями разработаны различные технологии производства зернового хлеба, однако применение ЭК-способа выпечки в технологии зернового хлеба изучено не было.
В связи с вышеизложенным, представляется актуальным проведение исследований по разработке технологии зернового хлеба с применением ЭК-энергоподвода на стадии выпечки.
Цель и задачи исследований. Целью исследования являлась разработка технологии зернового хлеба с применением ЭК-способа выпечки. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
разработать для оценки качества зернового хлеба ЭК-способа выпечки комплексные показатели, характеризующие органолептические, физико-химические и биологические показатели качества;
исследовать влияние рецептуры и технологических параметров на качество зернового хлеба ЭК-способа выпечки;
исследовать влияние рецептуры и технологических параметров на кинетику силы тока и температуры в процессе ЭК-способа выпечки зернового хлеба;
- исследовать процесс хранения зернового хлеба ЭК-способа выпечки;
разработать математическую модель процесса ЭК-способа выпечки зернового хлеба и провести оптимизацию технологического процесса на основе разработанной математической модели;
провести апробацию и оценить экономическую эффективность разработанной технологии.
Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения ЭК-способа выпечки в технологии зернового хлеба, позволяющая в большей степени сохранить содержание лизина, витаминов Bi, В2, РР и снизить гликемический индекс готовых изделий.
Предложена система оценки качества на основе комплексных показателей, характеризующих органолептические, физико-химические и биологические показатели качества зернового хлеба ЭК-способа выпечки.
Выявлена целесообразность использования нешелушенного зерна в технологии зернового хлеба ЭК-способа выпечки, обусловленная повышением содержания витаминов Bi, В2, РР и лизина в готовых изделиях, что связано с содержанием в оболочках биологически активных веществ.
Установлено, что уменьшение продолжительности замачивания зерна приводит к снижению гликемического индекса зернового хлеба ЭК-способа выпечки, вследствие недостаточной активации гидролитических ферментов зерна, в частности амилаз, при уменьшении продолжительности замачивания зерна; и повышению содержания лизина, витаминов Bi, В2, РР, что объясняется меньшим переходом сухих веществ зерна, при уменьшении продолжительности замачивания в замочную воду. Выявлено, что увеличение модуля крупности частиц зернового полуфабриката, приводит к снижению содержания лизина и витаминов Bi, В2, РР и показателя гликемического индекса зернового хлеба ЭК-способа выпечки, обусловленному меньшей доступностью компонентов зернового полуфабриката действию ферментов. Установлено, что уменьшение продолжительности брожения, в частности в период расстойки, зерновых полуфабрикатов, приводит к снижению содержания лизина и витаминов Bi, В2, РР и показателя гликемического индекса зернового хлеба ЭК-способа выпечки, вследствие недостаточно длительного гидролиза компонентов зерна.
Впервые выявлено, что применение нешелушенного зерна приводит к увеличению максимальной величины силы тока (при неизменном подводимом напряжении), и как следствие, уменьшению продолжительности ЭК-выпечки зернового хлеба, связанному с большим количеством свободной влаги в зерновом
полуфабрикате. Установлено, что увеличение дозировки соли, вследствие повышения
электропроводности зерновых полуфабрикатов, приводит к снижению затрат энергии на осуществление процесса ЭК-выпечки. Выявлено, что с увеличением продолжительности расстойки зерновых полуфабрикатов увеличивается время достижения температурного максимума и сокращается продолжительность ЭК-выпечки зернового хлеба, что обусловлено более плотным соприкосновением выпекаемой тестовой заготовки с пластинами-электродами, что обеспечивает равномерное протекание процесса ЭК-выпечки.
Для упаковки зернового хлеба ЭК-способа выпечки рекомендована термоусадочная пленка, позволяющая сохранять готовые изделия без изменения качества в течение 36 ч, что связано с менее интенсивной жизнедеятельностью микроорганизмов и барьерными свойствами термоусадочной пленки.
Разработана математическая модель процесса ЭК-способа выпечки зернового хлеба, учитывающая влияние модуля крупности частиц зернового полуфабриката и продолжительности его брожения на комплексные показатели органолептических, физико-химических и биологических свойств, позволившая провести оптимизацию технологического процесса.
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработана технология зернового хлеба с применением ЭК-способа выпечки. Определены значения технологических параметров, позволяющие получить зерновой хлеб ЭК-способа выпечки с оптимальными органолептическими, физико-химическими и биологическими показателями качества.
Разработан проект нормативно-технической документации на зерновой хлеб ЭК-способа выпечки. На способ производства зернового хлеба ЭК-способом выпечки получен патент РФ № 2354118. Разработана конструкция оборудования для промышленной ЭК-выпечки зернового хлеба, на которую получен патент РФ на изобретение № 2399207.
Проведена опытно-промышленная апробация разработанной технологии зернового хлеба ЭК-способа выпечки в производственных условиях Комбината питания ГОУ ОГУ, ООО «Оренбурггазпромобщепит», 000 «Сладкая жизнь».
Показана экономическая эффективность разработанных технологических решений.
Осуществлено внедрение разработанной технологии в рамках хозяйственного договора № 125/22 от 4 марта 2010 г.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе
кафедры «Пищевая биотехнология» ГОУ ОГУ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-практических конференциях «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007), «Молодежь и наука - шаг в будущее» (Оренбург, 2009), «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг» (Тюмень, 2009); на Всероссийской научно-методической конференции «Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике (Уфа, 2007), V юбилейной школе конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2007), Всероссийской научной конференции молодых ученых «НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ. ИННОВАЦИИ» (Новосибирск, 2007), Международных научно-практических конференциях «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2007), «ПИЩА. ЭКОЛОГИЯ. КАЧЕСТВО» (Новосибирск, 2008), «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные продукты» (Москва, 2008), «Пищевая промышленность: состояние, проблемы, перспективы» (Оренбург, 2009); региональных конференциях молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2008, 2009, 2010); Международных конференциях молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2008, 2009), III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009), Международной научной конференции: «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (Оренбург, 2010).
Результаты исследований были представлены на научно-технических выставках и награждены дипломами: выставка научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2008» (Оренбург, Москва) - диплом лауреата за разработку «Зерновой бескорковый хлеб», диплом за проект «Технология производства зернового хлеба с применением электроконтактной выпечки» и Свидетельство о творческих успехах в создании научного проекта и активном участии в выставке НТТМ-2008, IX Московский международный салон инноваций и инвестиций (г. Москва, 2009) - диплом и золотая медаль «За разработку технологии производства зернового хлеба с использованием электроконтактной выпечки». За работу «Разработка технологии производства нового вида зернового хлеба» присуждена премия Губернатора Оренбургской области.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 24 печатные работы, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК и 2 патента
РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 206 страницах, включает 45 рисунков и 32 таблицы. Список литературы содержит 285 источников российских и зарубежных авторов.
