Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор научно-технической литературы
1.1 Перспективы развития здорового питания в России 7
1.2 Способы производства сахарного печенья и вафель с начинками 14
1.3 Нетрадиционное сырье для производства мучных кондитерских изделий 27
1.3.1 Продукты мукомольного производства - пшеничные зародышевые хлопья и отруби, их химический состав и способы получения 28
1.3.2 Бобовая культура - нут как универсальный источник для обогащения мучных кондитерских изделий 40
1.4 Состояние и перспективы развития экструдированных продуктов повышенной пищевой ценности из зерновых и бобовых культур 47
Глава 2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследований 55
2.2 Методы исследования структурно-механических и физико-химических свойств сырья и полуфабрикатов 56
2.3 Методы исследования качества готовых изделий 60
2.4 Описание экспериментальной установки для определения адгезионной прочности вафель с начинками 61
2.5 Методика приготовления сахарного печенья 65
2.6 Методика приготовления вафель с начинками 66
Глава 3 Разработка технологии полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев, отрубей и нута
3.1 Изучение химического состава и свойств пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 67
3.2. Влияние СВЧ-сушки на качество пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 69
3.3. Влияние кондуктивной обработки на качественные показатели пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 71
3.4. Обработка острым паром пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 73
3.5. Исследование процесса экструзии пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 74
3.6. Влияние способов обработки на микробиологические показатели качества пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 76
3.7. Пищевая и биологическая ценность полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 80
3.8. Разработка технологии экструдиронных полуфабрикатов повышенной пищевой ценности на основе нута 82
3.8.1, Изучение свойств экструдированных полуфабрикатов на основе нута 86
3.8.2. Пищевая и биологическая ценность экструдированных полуфабрикатов на основе нута 90
Выводы и рекомендации 93
Глава 4. Разработка технологии сахарного печенья на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев, отрубей и нута
4.1. Влияние полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев, отрубей и нута на процесс структурообразования теста 94
4.2. Получение сахарного печенья на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей 100
4.3. Исследование качества сахарного печенья на основе пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей в процессе хранения 109
4.4. Выбор рецептуры печенья в условиях конфликта частных показателей качества печенья 114
4.5. Разработка технологии сахарного печенья на основе полуфабрикатов из нута 118
4.6. Пищевая и биологическая ценность сахарного печенья на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев, отрубей и нута 127
Выводы и рекомендации 132
Глава 5. Разработка технологии вафель с жировыми начинками на основе полуфабрикатов из нута
5.1. Изучение влияния нутовой муки на реологические свойства вафельного теста и листа 133
5.1.1. Реологические свойства вафельного теста 133
5.1.2. Структурно-механические свойства вафельного листа 142
5.2. Исследование влияния экструдатов из нута на реологические свойства вафельной начинки 144
5.3. Исследование показателей качества вафель с жировыми начинками на основе полуфабрикатов из нута 149
5.4. Оптимизация рецептуры вафель с жировыми начинками повышенной пищевой и биологической ценности 159
5.5. Пищевая и биологическая ценность вафель 170
Выводы и рекомендации 175
Общие выводы по результатам работы 176
Список использованных источников 178
Приложения 193
- Бобовая культура - нут как универсальный источник для обогащения мучных кондитерских изделий
- Методы исследования структурно-механических и физико-химических свойств сырья и полуфабрикатов
- Влияние СВЧ-сушки на качество пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей
- Получение сахарного печенья на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей
Введение к работе
В современных условиях проблема обеспечения населения полноценными продуктами питания наиболее актуальна. Перед кондитерской промышленностью поставлена задача - создать технологии производства качественно новых продуктов функционального назначения, потребление которых будет способствовать профилактике и укреплению здоровья россиян.
Обогащение продуктов массового потребления - этот путь самый экономически выгодный. Россия занимает одно из последних мест в мире по потреблению витаминов и микроэлементов и соответствующее этому место по средней продолжительности жизни.
Современные тенденции развития рынка кондитерских изделий характеризуются увеличением спроса населения на мучные кондитерские изделия (МКИ), выпуск которых за последние пять лет увеличился на 48 %. Существенный недостаток МКИ - незначительное содержание в них таких важных биологически активных веществ, как витамины, макро- и микроэлементы, незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна. МКИ являются в основном источником углеводов (до 80 %) и жиров (до 40 %), поэтому их чрезмерное потребление нарушает сбалансированность рациона как по пищевым веществам, так и по энергетической ценности (до 550 ккал). Со-"временные тенденции развития рынка кондитерских изделий характеризуются увеличением объемов производства печенья в 1,6 раза, вафель в 2,3 раза по сравнению с 2000 г., благодаря чему эти изделия становятся наиболее перспективными объектами для обогащения их функциональными ингредиентами, дефицит которых в питании является серьезной проблемой. У большинства населения России снижена концентрация токоферола, рибофлавина, кальция, железа и, особенно эссенциального микроэлемента - селена, дефицит пищевых волокон достигает 50 %. Из 6 млрд человек, живущих на Земле, приблизительно половина страдает от недостатка белка.
В решении этой задачи представляет большой интерес применение бобо-
вых культур и побочных продуктов мукомольной перерабатывающей отрасли -нута, пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей, которые в пищевой промышленности применяются в виде биологически активных добавок, так как в своем составе содержат значительное количество белков, все незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины группы В, РР, Е, минеральные вещества - кальций, магний, фосфор, железо, пищевые волокна, а также они имеют низкую себестоимость.
В соответствии с положениями Концепции Государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации актуальна и своевременна разработка научно-обоснованных технологий производства сахарного печенья и вафель с жировыми начинками на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев, отрубей и нута, обеспечивающих получение изделий повышенной пищевой и биологической ценности.
Бобовая культура - нут как универсальный источник для обогащения мучных кондитерских изделий
В настоящее время для восполнения дефицита белка и создания широкого ассортимента продукции широко используются бобовые культуры - горох (Pisum sativum), фасоль {Phaseolus vulgaris), соя (Glicine max), а также такие менее известные культуры как нут (Cicer arietinum), чечевица {Lens culinaris), чина (Lathyrus sativus). Все они являются представителями семейства Бобовых -Fabaceae, которые характеризуются высоким содержанием белка (20-40 %) не только в семенах, но и в вегетативных частях [10, 12,100].
Ценным для производства мучных кондитерских изделий является нут, семена которого характеризуются биологически ценным химическим составом.
История культуры. Данные археологических раскопок свидетельствуют об использовании нута человеком в пищевых целях с древнейших времен. Так, в Турции при раскопках поселений древнего человека обнаружены семена нута, возраст которых датируется 5450 г. до н. э. В Ираке были найдены семена нута, относящиеся к бронзовому веку (3300 г. до н. э.).
В древние времена семена нута не только употребляли в пищу, но и широко использовали в лечебных целях.
В Россию нут, скорее всего, проник из Болгарии через Украину, а также из стран Закавказья и Юго-Западной Азии и стал возделываться на полях и огородах в 70-х гг. XVIII в. На Нижней Волге, в Придонье, на берегах Медведицы нут культивировался с XIX в. Производственные посевы нута в засушливых районах России появились в начале 30-х гг. XX в. Нут является ценным продуктом питания. Это обусловлено благоприятным сочетанием в семенах белков, жиров и углеводов, макро- и микроэлементов, витаминов и биологически активных веществ. Из него готовят множество различных блюд. В Индии используют семена нута в пищу в зеленом и зрелом состоянии, а листья и молодые побеги служат приправой. Семена нута употребляют в пищу в вареном виде, реже в жареном. Из него готовят супы, вторые блюда, гарниры, пирожки и национальные кушанья: в Узбекистане - нохат-шорак (нутовая каша с луком и перцем), в Армении - питьи, баш-баш и др. Из жареных дробленых семян приготавливают брикеты в смеси с изюмом, семенами кунжута или грецким орехом. В России нут пока еще не нашел широкого применения, однако доказана возможность использования его при изготовлении кондитерских, хлебобулочных, молочных и колбасных изделий. Нут используют при изготовлении консервов, которые отличаются высокой пищевой ценностью и хорошими вкусовыми качествами. Кофе, приготовленный с участием нута, считается очень хорошим. Зеленые семена нута также употребляются в пищу, как и зеленый горошек [123]. Из муки нута в чистом виде или смеси с сухим молоком приготавливают кашу для детского питания повышенной пищевой ценности. Молоко, производимое из нутовых бобов, обладает лечебно-профилактическими свойствами, так как содержит все незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные соли [10, 79].
Нут - зернобобовая культура, отличающаяся устойчивостью к большинству болезней и вредителей, к которым в значительной степени восприимчивы другие культуры семейства бобовых. Наиболее часто встречающимися заболеваниями нута в районах его возделывания является аскохитоз. Нут объединяет 38 видов, произрастающих в Малой, Средней и Центральной Азии, Средиземноморских странах Европы и Африки, в странах Южной Америки. Возделывают один вид - нут культурный. Современная область возделывания нута охватывает Южную Европу, Северную и Северо-Восточную Африку, засушливые области стран Западной и Средней Азии до Западного Китая и Индии, а также Латинскую Америку.
Районировано более 20 сортов, но наиболее распространены следующие: Краснокутский 195 (разновидность транскауказико-корнеум), Совхозный (разновидность транскауказико-бруннеовиоляцеум), Узбекистанский 8 (разновидность эбориум), Юбилейный (разновидность транскауказико-корнеум), Волгоградский 10, Краснокутский 123, Краснокутский 28, Краснокутский 36 (разновидность транскауказико-корнеум).
Скороспелость, пригодность к механизированной уборке, способность обогащать почву азотом, возделывание как пропашной культуры ставит его в ряд лучших предшественников для зерновых культур [12].
Семена нута богаты фосфором, калием и магнием (табл. 3). Это одна из немногих зернобобовых культур, отличающихся благоприятным для организма человека соотношением кальция и фосфора (1:1,5). Отрицательное влияние на всасывание кальция оказывает избыток жира, однако нут содержит жир, состоящий из полиненасыщенных жирных кислот семейства омега - 3 и омега - 6, поэтому нутовый жир не образует кальциевые мыла, что свидетельствует о его высокой усвояемости.
Нут является ценным и достаточно доступным источником белков, жиров, витаминов, макро- и микроэлементов. Суммарная доля незаменимых аминокислот в белке нута составляет 40,5 % от общей их суммы (табл. 3) [36,64,117,118]. По общей массе незаменимых аминокислот, жизненно необходимых человеку, нут находится на уровне гороха, незначительно уступая фасоли, и почти в 4 раза превышает данный показатель у пшеницы. По содержанию метионина нут занимает второе место после сои (табл. 4).
Оболочка нута богата клетчаткой, которая помогает перестальтике кишечника, улучшает его секреторную деятельность, способствует выведению холестерина, профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. На основе обобщенных данных химического состава семян нута можно говорить о его лечебно-профилактических свойствах. По уровню содержания йода, кобальта, меди, железа, магния, витаминов, особенно группы В, нут пре восходит все зернобобовые культуры. Содержание белка в семенах нута варьирует от 20,1 до 32,4%.
Аминокислотный состав нутового белка отличается повышенным содержанием альбуминов, которое составляет от 49 до 51 % общего количества белков; 42 - 45 % его белка представлены фракцией глобулинов и 6 - 8 % - глю-тенинов. Содержание различных по растворимости фракций белка изменяется под влиянием удобрений и условий хранения. При хранении семян содержание водорастворимых белков все время убывает, а солерастворимых возрастает. Аминокислотный состав белков нута показал: количество серосодержащих аминокислот 4,51 %; цистеина - 2,51 %; метионина - 2,0 %.
Биологическая ценность нута 68 %. По биологической ценности эта культура превосходит чечевицу и горох, уступая только сое. Для детей в возрасте до 1 года незаменимой аминокислотой служит гис-тидин. Суточная потребность взрослого человека в гистидине составляет 2 г, а нутовом белке его содержится 4,3 г в 100 г белка [52, 118, 123].
Нут является источником такой важной незаменимой аминокислоты, как лизин, массовая доля которой достигает уровня содержания в белке животного происхождения (табл. 4).
Методы исследования структурно-механических и физико-химических свойств сырья и полуфабрикатов
Используемое сырье оценивали по химическому составу, содержанию витаминов, макро- и микроэлементов, которые определяли методами, рекомендуемыми НИИ питания РАМН, а также расчетным путем с помощью данных, приведенных в справочнике «Химический состав российских продуктов питания», под редакцией И. М. Скурихина. Определение влажности муки, пшеничных зародышевых хлопьев, отрубей и нута проводили согласно ГОСТ 9404-88 «Мука и отруби. Метод определения влажности» [30]. Определение кислотного и перекисного чисел проводили в Белгородской области в г. Алексеевка на ОАО «ЭФКО Слобода» заводе специализированных жиров. Определение кислотного числа по ГОСТ 5476-80 «Масла растительные. Метод определения кислотного числа» [28], определение перекисного числа по ГОСТ 26593-85 «Масла растительные. Метод определения перекисного числа» [29]. Определение кислотности по ГОСТ 10844-74 «Зерно. Метод определения кислотности по болтушке» [21]. Определение активной кислотности по ГОСТ 26180-84 «Корма. Методы определения аммиачного азота и активной кислотности» [27] на универсальном рН-метре 150 М. Для определения дисперсности использовали микроскопический анализ дисперсности частиц методом сплошного подсчета на микроскопе МБ-422. Он заключается в измерении величины частиц с помощью линейного окуляр-микрометра. Навеску полуфабриката смешивали с керосином, смесь наносили тонким слоем на предметное стекло, накрывали покровным стеклом и помещали под объектив микроскопа для визуального наблюдения. Проводили подсчет 100 частиц.
Находили среднеарифметическое значение количества кристаллов в различных фракциях. Определение объемной массы и угла естественного откоса проводили согласно ГОСТ 28254-89 «Комбикорма, сырье. Методы определения объемной массы и угла естественного откоса» [26]. Определение аминокислотного состава проводили в научно-исследовательской лаборатории АНО «НТЦ» «Комбикорм» по МВИ 224.04.05.056/2004 на приборе капиллярного электрофореза «Капель-105». Для определения влагоудерживающей способности в приготовленные образцы навесок (1 г) приливали воду (15 см3) и оставляли для набухания в течение часа. Через каждые 20 мин центрифугированием набухшей навески при 3000 об/мин в течение 5 мин определяли ВУС, г/г, и рассчитывали по формуле где то - начальная масса навески, г; Am - увеличение массы навески в ходе набухания, г [86]. Экструдированные продукты анализировали по следующим физико-химическим показателям: влажность - по ГОСТ 13865.5-85, набухаемость по ТУ 18РСФСР 406-77. Определение белка осуществляли по методу Лоури (ГОСТ 108486-91), крахмала - поляриметрическим методом по Эверсу (ГОСТ 10845-98). Структурно-механические показатели - объемную массу, угол естественного откоса исследовали по ГОСТ 28254-89. Массовую долю сырого жира по массе извлеченного сырого жира согласно ГОСТ 13496.15-85, калий, кальций, магний, железо и цинк определяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре С-115М1; витамин Е методом тонкослойной хроматографии [68]. Коэффициент взрыва экструдатов определяли по формуле где d3 -диаметр экструдата, мм; dM -диаметр отверстия матрицы экструдера, мм. Определение микробиологических показателей сырья и полуфабрикатов проводили по ГОСТ 26972-86 «Зерно, мука, крупа, толокно.
Методы микробиологического анализа» [22]. Определение эффективной вязкости вафельного теста и начинки проводили методом ротационной вискозиметрии на вискозиметре Воларовича РВ-8м. [84]. Для оценки структурно-механических свойств вафельных листов наиболее объективным видом деформации является изгиб. Для его определения использовали известный прибор Строганова [135], в конструкцию которого были внесены незначительные изменения: увеличена длина изгибающего наконечника (для обеспечения равномерности приложения нагрузки по всей ширине вафельного листа) и установлен индикатор часового типа с системой рычагов, связанных с подвижной частью прибора (для измерения линейной деформации вафельного листа при изгибе). Испытания на изгиб были реализованы по трехточечной схеме нагруже-ния образца (рис. 1) [70]. Для исследования вафельные листы помещали на опоры прибора, посредством вращения силового винта со штурвалом равномерно увеличивали изгибающую нагрузку до тех пор, пока не происходило разрушение образца. В ходе эксперимента параллельно определяли величину изгибающей нагрузки (по показаниям весов) и величину деформации образца (по индикатору часового типа) вплоть до полного излома вафельного листа. Нормальное напряжение изгиба о", Па, возникающее в поперечном сечении образца при изгибе, связано с изгибающим моментом М, Н-м, и моментом сопротивления сечения относительно нейтральной оси W, м3, соотношением С учетом расчетной схемы (рис. 6) и известного выражения для момента сопротивления сечения относительно нейтральной оси W, напряжение изгиба определяли по формуле где і7- действующая на образец изгибающая нагрузка, Н; L - расстояние между опорами, на которых расположен образец, м; Ь - ширина образца, м; h - высота образца, м. По формуле (6) вычисляли напряжение изгиба в ходе эксперимента. Относительную деформацию є, %, образца прямоугольного сечения при изгибе рассчитывали по формуле где/- прогиб образца (поперечное перемещение), определяемый по показаниям индикатора, м [121]. При определении адгезионной прочности теста применяли электронный структурометр С-1. Принцип его работы основан на измерении воздействия неподвижного инструмента на образец, перемещаемый столиком по заданному закону. При определении адгезионных свойств теста задаются значения начального усилия F0, скорости перемещения столика Vo, усилия F, до которого будет нагружаться образец и значение паузы Т. После помещения исследуемого объекта на поверхность столика и нажатия кнопки «Старт», столик перемещается вверх с заданной скоростью до достижения заданного значения F. После чего издается короткий звуковой сигнал и по окончании паузы столик движется вниз до исходного положения, на индикаторе выводится значение усилия отрыва инструмента от образца и соответствующее ему значение перемещения.
Влияние СВЧ-сушки на качество пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей
Наиболее широкое распространение СВЧ-технология получила в пищевой промышленности и общественном питании. Принцип преобразования СВЧ-энергии в теплоту основан на эффективном поглощении влагой нагреваемого продукта подводимой к нему СВЧ-энергии. При этом теплота генерируется во всем объеме обрабатываемого продукта и подводимая в рабочую камеру СВЧ-энергия практически полностью поглощается им независимо от его формы и массы. При этом энергоподводе значительно сокращается продолжительность технологического процесса по сравнению с традиционными методами нагрева.
Применение СВЧ-нагрева позволяет значительно интенсифицировать технологические процессы пищевых производств, связанные с нагревом продукции. Электромагнитное поле СВЧ используется в технологических процессах пищевых производств как высокопотенциальный источник теплоты. При этом специфика энергоподвода позволяет избежать контакта обрабатываемого сырья с теплоносителем.
Принцип действия СВЧ-нагрева следующий. Энергия электромагнитного поля в рабочей камере СВЧ-печи поглощается продуктом и преобразуется в теплоту. Проникая с поверхности в глубь продукта, электромагнитная волна теряет часть энергии. Естественно, что верхние слои продукта получают большую часть энергии электромагнитного поля. Однако теплота образуется только в продукте, а воздух в камере остается холодным и вследствие этого верхние слои несколько охлаждаются, а нижележащие более нагреваются. Если толщина продукта очень большая, то прогрев центрального слоя образца происходит уже в результате теплопроводности, а скорость нагрева снижается [105]. СВЧ-сушка пшеничных отрубей проводилась в течение 3 мин при мощности 600 Вт, ПЗХ обрабатывали в течение 1 мин при мощности 600 Вт. СВЧ- обработка приводит к улучшению органолептических показателей и снижению перекисного и кислотного чисел жира ПЗХ и ПО (табл. 9).
Анализ литературных данных показал устойчивость при хранении термически обработанных ПЗХ. Достижение влажности продукта 3-5 % является необходимым и достаточным условием хранения пшеничных зародышей без значительного изменения биохимического состава.
Поэтому с целью улучшения органолептических показателей зародышей пшеницы и расширения возможности их использования в кондитерском производстве использовали термическую обработку. Режим обработки подбирали такой, чтобы он обеспечил получение ПЗХ и ПО с наилучшими вкусовыми свойствами и наименьшими потерями питательных веществ. Кондуктивную обработку ПЗХ проводили при температуре 120 С в течение 7 мин. Первоначальное содержание влаги было равно 10,6 %. При обжарке влажность достигала 3 %, во время охлаждения они теряли 0,5 % влаги и влажность остывших зародышей составляла 2,5 %. В процессе кондуктивной обработки наблюдали за изменением органолептических и физико-химических показателей ПЗХ (табл. 10).
В процессе обжарки ПЗХ приобретают характерный приятный аромат, свойственный орехам. Важную роль в формировании ароматического комплекса продукта, подвергающегося термической обработке, играют окислительно-восстановительные реакции редуцирующих Сахаров и других карбонильных соединений с аминокислотами, в результате чего образуются темноокрашенные продукты - меланоидины.
Обжарку пшеничных отрубей проводили при температуре 130 С в течение 15 мин. Влажность отрубей уменьшилась с 10,8 до 3,4 %, т.е. на 7,4 % (табл. 11).
Отруби при обжарке приобретают аромат, свойственный зернам кофе. Кратковременная кондуктивная обработка не оказывает отрицательного воздействия на аминокислотный состав пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей (содержание незаменимых аминокислот увеличивается в 1,06-1,15 раза).
Таким образом, из приведенных данных видно, что по своему химическому составу и качеству пшеничные зародышевые хлопья и отруби являются ценным продуктом для пищевой промышленности. Предварительная кратковременная термическая обработка ПЗХ позволяет значительно улучшить качество, увеличить сроки хранения продукта, а также расширяет возможность их применения в производстве мучных кондитерских изделий.
Как отмечалось ранее, ПЗХ и ПО имеют невысокую продолжительность хранения, в процессе хранения они прогоркают. Это сказывается на качестве готовых изделий. Поэтому с целью увеличения сроков хранения готовых изделий с отрубями и зародышами была предпринята обработка отрубей и зародышей острым паром.
Обработку проводили по заданному температурному графику, подъем температуры регулировали с помощью реостата. При подъеме температуры давление в автоклаве повышается и достигает максимального значения, на которое рассчитан автоклав (10 атм). Давление контролируется с помощью манометра, установленного на автоклаве. Для контроля за процессом периодически отбирали пробы жидкости через нижний штуцер автоклава. По результатам анализа устанавливали момент окончания обработки, выключали электроэнергию и осторожно открывают вентиль для снижения давления.
Обработка ПО и ПЗХ в автоклаве была проведена при давлении 3-Ю5 Па в течение 3 мин и получены следующие результаты (табл. 12).
Получение сахарного печенья на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей
Известно, что мучные кондитерские изделия относятся к высококалорийной продукции, повышенное потребление которой нарушает энергетическую сбалансированность рационов питания, в основном за счет значительного содержания в ней сахара и жира. С целью снижения их калорийности разработана технология получения печенья с применением полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей.
Целью исследования является разработка способа производства сахарного печенья повышенной пищевой и биологической ценности. При выборе дозировки ПЗХ и ПО учитывали ряд факторов. Прежде всего, необходимость максимального обогащения изделий витаминами, пищевыми волокнами, минеральными веществами, белками, содержащими незаменимые аминокислоты, полиненасыщенными жирными кислотами, а также достижение оригинальных органолептических свойств готовых изделий. Не менее важный фактор, который необходимо учитывать при дозировке, себестоимость готовых изделий.
Исследование адгезионных свойств теста на основе полуфабрикатов из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей
Основными критериями оценки качества теста являются его реологические характеристики, в частности, адгезия, величина которой зависит от рецептурного состава, а также от параметров технологического процесса. Особенности реологических свойств теста являются фактором непосредственного формирования потребительских свойств готового изделия.
На протяжении всего процесса приготовления мучных кондитерских изделий наблюдается прилипание (адгезия) полуфабрикатов к рабочим поверхностям машин. Оптимальная величина липкости способствует некоторым процессам механической обработки, а избыточная - препятствует транспортировке теста, формованию тестовых заготовок и другим приемам обработки [45, 76].
Величину адгезии двух тел принято характеризовать силой отрыва, удельной работой отрыва, отнесенной к единице площади, временем, необходимым для нарушения связи между субстратом и адгезивом под действием определенной нагрузки. Часто адгезию характеризуют минимальной силой, необходимой для отрыва. Эту величину называют адгезионной прочностью, адгезионным давлением (напряжением), давлением прилипания или удельным прилипанием.
Тесто является структурированной системой, реологические свойства которого меняются в широком диапазоне. Адгезия теста как структурированной системы зависит от свойств муки, технологии приготовления теста, интенсивности и продолжительности замеса, влажности теста, наличия добавок. Компоненты мучного теста - белки, крахмал, жиры гидролизуются соответствующими ферментами. Этот процесс сопровождается пластификацией структуры, что находит отражение в величине модуля сдвига и вязкости.
Важнейшие составляющие муки - белки оказывают влияние на адгезию теста. Гидратированные белки клейковины гидрофильны, обладают высокой упругостью и эластичностью. Абсолютная величина прочности адгезии теста не велика, это объясняется наличием прослойки воды в зоне контакта.
Адгезия также зависит от интенсивности замеса, то есть от частоты вращения месильного органа. Таким образом, адгезия теста не только изменяется в процессе его приготовления, но и зависит от стадий этого процесса, аппаратуры и параметров месильного агрегата. Прочность адгезии повышается с увеличением продолжительности замеса.
Снижение потерь теста за счет адгезии на всех стадиях технологического процесса при изготовлении мучных кондитерских изделий способствует повышению выхода готовых изделий.
Для уменьшения величины адгезионной прочности, которая характеризуется минимальной силой отрыва тестовой заготовки от формующего оборудования, можно использовать различные способы [45, 58, 119, 136].
В данной работе изучено влияние нетрадиционного сырья - полуфабрикатов из ПЗХ и ПО на адгезионные свойства сахарного теста.
Необходимость изучения адгезионных свойств теста вызвана тем, что ими определяется характер формования тестовых заготовок печенья. Связь теста с металлом носит диффузионный характер. Согласно диффузионной теории Воюцкого С. С, адгезия к металлам может осуществляться вследствие диффузии концов или участков макромолекул в поры и трещины металлической поверхности. Площадь молекулярного контакта при диффузии превышает площадь номинального контакта, что приводит к большей прочности связи, чем при простом соприкосновении поверхностей. Следовательно, на величину адгезионной прочности существенное влияние оказывают продолжительность контактирования и давление при контакте, так как диффузия будет тем интенсивнее, чем длительнее контакт и больше величина контактного напряжения [119].
Непосредственно после замеса исследовали изменение адгезионной прочности образцов теста от давления контактирования, которое изменяли от 10 до 70 Н при времени контактирования 30 с, затем производили обработку полученных экспериментальных данных.
Пшеничные зародышевые хлопья и отруби оказывают влияние на адгезионную прочность (рис. 11), причем наибольшее изменение адгезионной прочности происходит у контрольного образца, наименьшее у образца теста с 50 % пшеничных зародышей (отрубей). Анализ результатов исследования показывает, что адгезионная прочность опытного образца уменьшается по сравнению с контрольным, что можно объяснить большей влагоудерживающей способностью пшеничных отрубей и зародышей.
При использовании продуктов экструдирования на основе пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей адгезионная прочность образцов сахарного теста уменьшается по сравнению с контрольным образцом (рис. 12), что можно объ яснить большей влагоудерживающей способностью экструдатов. Низкое значение адгезионной прочности теста опытных образцов дает основание предположить возможность использования существующего аппаратурного оформления технологической схемы производства печенья для выработки новых изделий, способствует снижению энергетических затрат при формовании.
Таким образом, рассмотренные виды нетрадиционного сырья уменьшают адгезионную прочность, что снижает потери и не усложняет процесс формования изделий.
Органолептические и физико-химические показатели сахарного печенья с применением пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей сравнивали с показателями сахарного печенья «Шахматное» (табл. 24, 25).
Печенье, обогащенное ПЗХ и ПО, по форме и состоянию поверхности не отличается от контрольного образца, на поверхности изделия отмечаются небольшие вкрапления ПЗХ и ПО. Основным показателем качества структуры сахарного печенья является намокаемость, которая косвенно характеризует пористость изделий. Введение ПЗХ и ПО приводит к увеличению намокаемости и снижению прочности печенья (рис. 13). Объяснить данные процессы можно снижением количества глиадиновой и глютениновой фракций в тесте. Введение экструдатов на основе пшеничных зародышей и отрубей в количестве 10-30 % от массы пшеничной муки способствует увеличению намокаемости и снижению прочности сахарного печенья. Это можно объяснить тем, что влага в тесте в первую очередь связывается частицами пшеничной муки, а для набухания белков экструдатов влаги недостаточно. В результате количество образовавшейся клейковины в тесте из смеси экструдатов и пшеничной муки меньше, чем в тесте только из пшеничной муки. Следовательно, изделия получаются более рассыпчатыми, намокаемость выше по сравнению с контролем, прочность изделий уменьшается (табл. 26, 27, рис. 14).
