Содержание к диссертации
Введение
1.Обзор литературы 9
1.1 Характеристика инулинсодержащего сырья 9
1.2 Лечебно-профилактическое значение цикория корнеплодного 25
1.2.1 Инулин и его функциональные свойства 26
1.2.2 Роль фруктозы в обменных процессах 30
1.2.3 Биологическая активность составляющих компонентов цикория 34
1.3 Применение продуктов переработки цикория корнеплодного в пищевой промышленности 36
2. Объекты и методы исследования 48
2.1 Методы исследования сырья 48
2.2 Способы приготовления пшеничного хлеба в лабораторных и производственных условиях 49
2.3 Приготовление ржано-пшеничного хлеба в лабораторных и производственных условиях 52
2.4 Методы исследования качества полуфабрикатов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба 54
2.5 Методы определения качества хлеба 54
2.6 Приготовление бисквитного полуфабриката в лабораторных и производственных условиях 55
2.7 Методы оценки качества бисквитного полуфабриката 56
2.8 Специальные методы исследований 56
2.9 Материалы исследования 76
3. Экспериментальная часть 85
3.1 Научное обоснование использования продуктов переработки цикория в целях повышения пищевой ценности хлебобулочных и мучных кондитерских изделий 88
3.2 Исследование влияния продуктов переработки цикория на свойства основного сырья 90
3.2.1 Влияние продуктов переработки цикория на хлебопекарные свойства пшеничной муки 91
3.2.20пределение хлебопекарных свойств муки ржаной обдирной по числу падения 94
3.2.3 Влияние продуктов переработки цикория на свойства хлебопекарных дрожжей и молочнокислых бактерий 95
3.3 Исследование влияния продуктов переработки цикория на качество пшеничного хлеба 101
3.3.1 Органолептические и физико-химические показатели качества хлеба из пшеничной муки высшего сорта с добавлением продуктов переработки цикория 101
3.3.2 Влияние продуктов переработки цикория на свойства ржано-пшеничного теста и качество хлеба 106
3.3.3 Влияние продуктов переработки цикория на микроструктуру мякиша пшеничного хлеба 108
3.4 Определение реологических характеристик водно-мучной суспензии и мякиша пшеничного хлеба 111
3.4.1 Изучение влияния продуктов переработки цикория на реологические характеристики водно-мучной суспензии 111
3.4.2 Исследование реологических свойств мякиша пшеничного хлеба 127
3.5 Изучение влияния продуктов переработки цикория на химический состав пшеничного хлеба 130
3.5.1 Исследование углеводного состава пшеничного хлеба 130
3.5.2 Характеристика аминокислотного состава белков пшеничного хлеба 135
3.5.3 Жирнокислотный состав липидов пшеничного хлеба 141
3.5.4 Определение содержания минеральных элементов в пшеничном хлебе 145
3.6 Исследование влияния продуктов переработки цикория на качество и химический состав бисквитного полуфабриката с какао-порошком 152
3.6.1 Органолептические и физико-химические показатели качества бисквитного ( полуфабриката с добавлением продуктов переработки цикория 152
3.6.2 Определение углеводного состава бисквитного полуфабриката 158
3.6.3 Влияние продуктов переработки цикория на содержание минеральных веществ в бисквитном полуфабрикате 161
3.6.4 Определение реологических свойств бисквитного полуфабриката 164
3.6.5 Характеристика микроструктуры бисквитного полуфабриката с добавлением продуктов переработки цикория 166
3.6.6 Влияние цикория растворимого на продолжительность хранения бисквитного полуфабриката 168
3.7 Исследование гликемического действия мучных изделий 170
3.7.1 Изучение гликемического действия пшеничного хлеба 171
3.7.2 Изучение гликемического действия бисквитного полуфабриката 172
3.8 Микробиологическая характеристика пшеничного хлеба 173
3.9 Разработка способов приготовления мучных изделий с использованием продуктов переработки цикория 175
3.9.1 Способ производства пшеничного хлеба 175
3.9.2 Способ производства бисквитного полуфабриката 177
3.10 Разработка мучных изделий профилактического назначения 179
3.11 Разработка нормативной документации на новые мучные изделия 179
4. Опытно-промышленная апробация разработанных мучных изделий 180
5. Экономическая эффективность от внедрения разработанных изделий...180
Список литературы 185
Приложения 205
- Лечебно-профилактическое значение цикория корнеплодного
- Способы приготовления пшеничного хлеба в лабораторных и производственных условиях
- Исследование влияния продуктов переработки цикория на свойства основного сырья
- Опытно-промышленная апробация разработанных мучных изделий
Лечебно-профилактическое значение цикория корнеплодного
Ценность распространенного в природе растения — цикория корнеплодного обусловлена его уникальным химическим составом. Корни цикория содержат от 40% (в дикорастущем виде) до 61% (в культурных сортах) инулина; 4% белковых веществ; 2-3%о фруктозы; 0,1- 0,2% гликозида интибина, придающего корням характерный горький вкус; 10-20%) левулозы; 4,7- 6,5% пентозанов. В корнях и листьях обнаружены пектин, жиры, смолы, дубильные вещества и органические кислоты: аскорбиновая (15,8 мг %), цикориевая (0,53%), хлорогеновая (0,10% ), яблочная, лимонная и винная. В листьях и стеблях содержатся: 1,3% каротина, сахара, холин; витаминов Ві - 0,05мг %, В - 0,03 мг %, РР - 0,24 мг %, С- 10 мг %, а также минеральные вещества: 4,4 мг % натрия, 192 мг % калия, 12 мг % марганца, 25 мг % кальция, 0,7 мг % железа, 26 мг % фосфора. В цветках обнаружен гликозид цикории, в семенах - инулин и от 14 до 28 % жирного масла. Млечный сок содержит горькие вещества (лактуцин, лактупикрин) и другие [145].
С давних времён цикорий значится в каталоге лекарственных трав как разностороннее лечебное средство. Известный таджикский учёный и врач средневековья Авиценна (980-103 7гг.) широко применял препараты цикория при лечении ряда заболеваний. Чрезвычайно важно, что цикорий является прекрасным средством для профилактики обострений хронических болезней системы пищеварения, в стрессовых ситуациях, при заболевании других органов или вирусных инфекциях [53].
Благодаря наличию легкоусвояемых веществ, цикорий служит легкоусвояемым продуктом в лечебно-профилактическом питании. Он обладает противомикробным, противовоспалительным, желчегонным, капилляроукрепляющим, антиоксидантным, ранозаживляющим, успокаивающим, мочегонным и возбуждающим аппетит действием. Оказывает регулирующее влияние на обмен веществ, несколько усиливает сердечную деятельность.
Цикорий является важным сырьём для получения истинного инулина -ценного продукта медицинского, парафармацевтического и пищевого назначения.
Технология выделения инулина из растительного сырья имеет ряд особенностей: сезонность, особенность хранения сырьевого ресурса, зависимость содержания высокополимеризованных фруктанов от сорта, времени уборки и способа последующего хранения. Практический интерес имеет получение инулина из предварительно высушенных корнеплодов цикория. Это даёт возможность продление сезона переработки, полностью использовать высококачественное сырьё. При этом в момент экстракции в раствор не переходит часть белков и коллоидных веществ, что значительно облегчает дальнейшую очистку продукта. Количество инулина, извлекаемое из сухого цикория, соответствует количеству инулина, выделяемого из свежего сырья. Степень полимеризации при этом идентична.
В настоящее время получение инулина, сводится к выполнению следующих технологических операций: мойка, резка, водная диффузия; инулино - известково - сатурационная обработка сиропов, фильтрование, сорбционная очистка, концентрирование, высушивание [17].
Корень цикория, который в настоящее время широко используется во многих странах для производства заменителя кофе, содержит более 70% инулина в св.
Инулин - единственный природный полисахарид, состоящий на 95 % из фруктозы. Впервые он был открыт в 1804 году в корнях девясила - inula helenium L., откуда и получил своё название [67].
Инулин - это фруктозан, который легко растворим в горячей воде и мало растворим в холодной. При гидролизе инулина с помощью кислот образуется фруктофураноза и небольшое количество глюкопиранозы, а также примерно в четыре раза увеличивается содержание свободных моносахаридов - фруктозы и глюкозы. По химическому строению инулин является полимером фруктозы, состоящий из 35 - 60 моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями между первым и вторым углеродным атомом. ,По этому строению молекулы инулина можно изобразить следующим образом: GFn, где G - гликозильные фрагменты F — фруктозильные фрагменты п - число связанных между собой фруктозильных фрагментов. Степень полимеризации олигофруктозы варьируется от 2 до 10 [94]. В настоящее время в науке известны три формулы инулина: l.a-инулин (белый аморфный порошок); 2.{3-инулин (бесцветные кристаллы); З.у-инулин. Они отличаются молекулярной массой, степенью полимеризации, температурой растворения, способом получения и т.д. а- форма образуется при вымораживании инулина из раствора; Р форма - при осаждении спиртом, у-форма - после применения целого ряда процессов, связанных с воздействием различных температур. Все формы взаимопревращаемые[50].
В растениях инулин часто сопровождается другими фруктозанами (инулидами), имеющими меньшую молекулярную массу (10-12 остатков фруктозы) и, следовательно, лучшую растворимость в воде. С точки зрения качественного анализа инулин и инулиды не окрашиваются йод ом [94].
Инулин экстрагируют горячей водой из корней цикория. После очистки и спрей - высушивания его получают в форме тонкодисперсного порошка. На рынке представлены различные типы инулинов. Обычно их разделяют на 2 группы в зависимости от длины полисахаридной цепи
Способы приготовления пшеничного хлеба в лабораторных и производственных условиях
Приготовление хлеба из муки пшеничной высшего сорта безопарным способом в лабораторных условиях
Приготовление хлеба из муки пшеничной высшего сорта осуществляли методом пробной лабораторной выпечки согласно ГОСТ 27669. В лабораторных и производственных условиях приготовление теста осуществляли безопарным способом по рецептуре, представленной в таблице 4.
Замес теста из пшеничной муки осуществляли на лабораторной тестомесильной машине К 5SS в течение 5-7минут. Прессованные дрожжи вносили в виде водной суспензии (1:3), соль - в виде водного раствора. Количество воды, необходимое для замеса теста, рассчитывали по формуле, приведённой в руководстве [106]. Брожение теста осуществляли в термостате при температуре 35С в течение 150 минут. Через каждые 60 минут после замеса теста проводили его обминку, продолжительность обминки 1 минута. Выброженное тесто делили на два куска разной массы. Один из них формовали в виде батона (массой 340 г) и помещали в форму, смазанную маслом. Второй кусок, сформованный в виде шара (массой 230 г), укладывали на железный лист. Расстойку тестовых заготовок осуществляли в расстойном шкафу при температуре 38-40С и относительной влажности воздуха 75-80 % в течение 40-50 минут. После расстойки подовый и формовой хлеб помещали в лабораторную печь марки XF035G. Формовой хлеб выпекали при температуре 220-23 0С в течение 25-27 минут, подовый - 23-25 минут с пароувлажнением. Приготовление хлеба в производственных условиях
Производственные выпечки хлеба из пшеничной муки высшего сорта проводили на ОАО кондитерско-булочном комбинате «Простор». Приготовление теста безопарным способом осуществляли согласно инструкции, изложенной в «Сборнике технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий» [114] по рецептуре формового хлеба из муки пшеничной высшего сорта. При безопарном способе тестоведения в дежу тестомесильной машины марки Sancassiano - 160 вносили всё сырьё по рецептуре: мука, дрожжи, разведённые водой в соотношении 1:3, вода, соль. Замес теста осуществляли в течение 15-20 минут. Брожение теста составляло 150 минут с двумя обминками через каждые 60 минут после замеса теста. После брожения тесто разделывали на куски массой 340г на тесто делителе - округлителе «Benier Niderland All-round». Тестовые заготовки для формового хлеба укладывали в формы, для подового - на листы, предварительно смазанные маслом, и направляли на расстойку. Расстойку тестовых заготовок осуществляли в расстойном шкафу фирмы «WACHTEL». Продолжительность расстойки 45-50 минут при температуре 38-40С и относительной влажности воздуха 75-80%. Выпечку хлеба производили в пекарной камере фирмы «WACHTEL» с пароувлажнением при температуре 230-240С в течение 20-22 минут для подового хлеба, 23-25 минут для формового хлеба.
При ускоренном способе приготовления хлеба эффективно использовать молочную сыворотку в качестве средства для интенсификации созревания и брожения теста. Молочную сыворотку вносили в тесто от 5 до 8 % взамен воды.
Предварительно готовили дрожжевую суспензию, которую выдерживали в течение 30 минут, после чего использовали для приготовления теста. В дежу тестомесильной машины марки Sancassiano - 160 вносили всё сырьё по рецептуре: муку, дрожжевую суспензию, молочную сыворотку, солевой раствор, воду и замешивали тесто. Замес теста осуществляли в течение 20-23 минут. Начальная температура теста - 32-33С. Брожение теста осуществляли в течение 60 мин. Выброженное тесто делили на куски массой 340г с помощью тестоделителя - округлителя «Benier Niderland All-round». Тестовые заготовки для формового хлеба укладывали в формы, для подового - на листы, предварительно смазанные маслом, и направляли на расстойку. Расстойку тестовых заготовок осуществляли в расстойном шкафу фирмы «WACHTEL». Режимы расстойки и выпечки тестовых заготовок, такие же, как и для хлеба, приготавливаемого безопарным способом.
Исследование влияния продуктов переработки цикория на свойства основного сырья
Для определения влияния продуктов переработки цикория на ход технологического процесса приготовления хлебобулочных изделий исследовали их влияние на хлебопекарные свойства основного сырья: муки пшеничной и ржаной и дрожжей хлебопекарных прессованных.
Исследование влияния продуктов переработки цикория на свойства клейковины Клейковина муки представляет собой связную, упругую и эластичную массу, образованную из нерастворимых в воде высокомолекулярных белковых веществ. От количества и свойств клейковинных белков в значительной степени зависит способность муки поглощать воду при замесе теста, формировать тесто, удерживать диоксид углерода. Клейковине принадлежит решающая роль в определении реологических свойств теста или «силы» муки.
Продукты переработки цикория корнеплодного: порошок цикория (г. Ростов), порошок цикория (Франция), цикорий растворимый, цикорий инстантный вносили в муку в количестве от 0,5 до 2,0% к массе муки (проба № 2). Контролем служила проба пшеничной муки без добавлений. Клейковину отмывали по стандартной методике ГОСТ 27839. Результаты определения качества и свойств клейковины представлены в таблице 17.
По данным таблицы 17 видно, что внесение порошка цикория (г. Ростов) способствовало уменьшению растяжимости клейковины — на 2см, показателя упругости - на 3,5% и гидратационной способности - на 2,5%, по сравнению с контролем. С добавлением порошка корнеплодов цикория, произведённых во Франции, наблюдается уменьшение растяжимости клейковины - на 2см, показателя упругости — на 4%, гидратационной способности — на 2%, по сравнению с контролем. Можно отметить, что показатели качества клейковины с добавлением порошка цикория отечественного производства имеют близкие значения с показателями качества клейковины с порошком корнеплодов цикория, произведённых во Франции.
При внесении цикория растворимого уменьшился показатель упругости клейковины - на 3,5%, при внесении цикория инстантного — на 3,0 %.
Укрепление структурно-механических свойств клейковины предположительно, происходит в связи с тем, что белковые молекулы цикория принимают участие в образовании водородных, ионных связей, гидрофобном взаимодействии с белками муки, способствуя увеличению упругих свойств клейковины. Возможно, что полисахариды цикория, взаимодействуя с белками муки, образуют белково-полисахаридные комплексы, которые влияют на реологические свойства клейковины.
Отмечено, что при внесении цикория растворимого и цикория инстантного показатели упругости клейковины были меньшими по сравнению этим показателем клейковины с внесением порошка цикория, что можно объяснить большим содержанием водорастворимых веществ и меньшим содержанием инулина, аминокислот и других активных компонентов в цикории растворимом и цикории инстантном.
Опытно-промышленная апробация разработанных мучных изделий
При разработке мучных изделий с использованием продуктов переработки цикория решали задачу получить изделия с хорошими потребительскими характеристиками и обладающие профилактическими свойствами. Хлеб «Благодатный» с порошком цикория в большей степени удовлетворяет суточную потребность человека в аминокислотах, минеральных элементах, инулине, что подтверждено экспериментальными данными. Хлеб «Цикориевый» с добавлением цикория растворимого и хлеб «Нагорный» с добавлением цикория инстантного содержат значительное количество фруктозы, макро- и микроэлементов, з жирных кислот, что имеет важное физиологическое значение в питании людей страдающих сердечнососудистыми заболеваниями, сахарным диабетом и ожирением. Кроме того, использование продуктов переработки цикория в технологии хлеба позволяет интенсифицировать технологический процесс приготовления хлеба и получить изделия, характеризующиеся приятным вкусом и ароматом. При разработке бисквитного полуфабриката стояла задача снизить калорийность и придать диетические свойства готовому изделию. Учитывая свойства полисахарида инулина и гликозидов, присутствующих в цикории, стало возможным сократить продолжительность взбивания бисквитного теста и повысить его стабильность. При этом бисквитный полуфабрикат имел приятный аромат и кофейный вкусовой оттенок. 3.11 Разработка нормативной документации на новые мучные изделия Разработаны проекты нормативной документации на следующие изделия: - хлеб «Благодатный» с добавлением 2% порошка цикория к массе муки; - хлеб «Цикориевый» с добавлением 1,5- 2% цикория растворимого к массе муки; - хлеб «Нагорный» с добавлением 1,5-2,0% цикория инстантного к массе муки; - бисквитный полуфабрикат «Цикориевый» с заменой 2% от массы сахара и 2% от массы какао-порошка цикорием растворимым. 179 Проекты документов на новые изделия представлены в приложении 2. 4. Опытно-промышленная апробация разработанных мучных изделий На кондитерско-булочном комбинате ОАО «Простор» г. Москвы была проведена производственная выработка хлебобулочных изделий: хлеба «Благодатный», «Цикориевый» и «Нагорный» и бисквитного полуфабриката «Цикориевый». По показателям качества изделия соответствовали требованиям нормативной документации. Акты производственных испытаний представлены в приложении 2. 5. Экономическая эффективность от внедрения разработанных изделий В разделе представлены технико-экономические показатели производства разработанных изделий: пшеничного хлеба «Благодатный» и хлеба «Цикориевый» и бисквитного полуфабриката «Цикориевый». Результаты экономических расчётов представлены в таблице 50. Таблица 50 - Технико-экономические показатели хлеба Годовой экономический эффект (Эгод.) от применения новой технологии, обеспечивающей экономию ресурсов при выпуске продукции определяется по формуле: Где Сг себестоимость единицы продукции по традиционной технологии, руб.; С2 - себестоимость единицы продукции после внедрения, руб.; В - годовой объём производства, кг Учитывая планируемый объём производства новых изделий, в соответствии с формулой 11, рассчитали годовой экономический эффект от выпуска хлеба «Благодатный» и хлеба «Цикориевый». Планируемый годовой экономический эффект от реализации хлеба «Благодатный» составит - 1923,5 руб. за 1 тонну, хлеба «Цикориевый» - 1824 руб. за 1 тонну. Учитывая планируемый объём производства бисквитного полуфабриката «Цикориевый», годовой экономический эффект от выпуска нового изделия составит 4553,3 рублей за 1 тонну. 1. Научно обосновано и экспериментально подтверждено применение продуктов переработки цикория корнеплодного - порошка цикория, цикория растворимого и цикория инстантного в технологиях хлебобулочных и мучных кондитерских изделий в целях повышения качества, пищевой ценности и придания изделиям пребиотических и диетических свойств. 2. Проведено исследование влияния продуктов переработки цикория - на свойства основного сырья - муки пшеничной и дрожжей хлебопекарных прессованных. Установлено, что добавление продуктов переработки цикория к пшеничной муке приводило к увеличению упругих свойств клейковины. Добавление цикория растворимого в количестве от 0,5 до 2,0% и цикория инстантного - от 0,5 до 1,5% способствовало наиболее активному росту и жизнедеятельности дрожжей, благодаря продуктам частичного гидролиза инулина, которые наряду с другими веществами цикория, обеспечивали дополнительное доступное питание дрожжевым клеткам. 3 .Установлено, что с добавлением цикория растворимого от 1 до 2% в глюкозо-пептонные среды, содержащие дрожжи Saccharomyces cerevisiae, увеличивается коэффициент оптической плотности растворов. Механическое воздействие на среды способствовало более активному накоплению биомассы дрожжей по сравнению со средами, находящимися в покое. Добавление цикория растворимого от 0,5 до 1% в среды, содержащие молочнокислые бактерии Lactobacillus plantaram, или Lactobacillus lactis, или Lactobacillus fermentum увеличивало коэффициент оптической плотности сред за неодинаковые периоды времени для каждой культуры, вследствие разной продолжительности адаптации культур к среде, содержащей компоненты цикория. 4. По органолептическим и физико-химическим показателям качества хлеба из пшеничной муки установлены дозы внесения продуктов переработки цикория в количестве, % к массе муки: порошок цикория - от Ідо 1,5%, цикорий растворимый -от 1,5 до 2%, цикорий инстантный - от 1 до 1,5%.
