Введение к работе
Актуальность работы
В современных условиях возрастают требования к пищевым продуктам - они должны не только соответствовать сформировавшимся традиционным вкусам потребителей, но и относиться к категории продуктов здорового питания, т.е. не вредить человеческому организму, а укреплять и оздоравливать его.
В соответствии с распоряжением Правительства РФ от 25.10.2010 г. «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания на период до 2020 г.» перед хлебопекарной отраслью поставлена задача расширения ассортимента хлебобулочных изделий для различных категорий населения, обеспечивающего рациональное питание.
В сложившихся экологических условиях сохранение и улучшение здоровья детей является важнейшей государственной задачей, при этом обеспечение их санитарно-эпидемиологического благополучия, организация питания учащихся - одна из основных составляющих в ее решении. Именно изменения здоровья школьников, в последнее время часто носящие негативный характер, вызывают наибольшие опасения. Напряженная умственная деятельность связана со значительными затратами энергии, поэтому рациональное питание должно обеспечить потребность организма школьника в энергетических материалах.
Применение в производстве хлебобулочных изделий муки из цельносмолотого зерна различных видов культур и молочно-кислых продуктов обеспечивает заданный уровень содержания пищевых волокон, витаминов, аминокислот, минеральных веществ, антиоксидантов, необходимых для нормального функционирования организма ребенка, и базируется на рациональном использовании зерна.
Значительный теоретический и практический вклад в разработку и совершенствование технологии хлеба функционального назначения внесли С.Я. Корячкина, Г.О. Магомедов, Л.П. Пащенко, Р.Д. Поландова, Е.И. Пономарева, Л.И. Пучкова, Т.В. Санина, Т.Б. Цыганова, В.Я. Черных и другие.
Немаловажное значение для обеспечения полноценного питания имеет формирование органолептических показателей, так как именно они возбуждают аппетит и ответственны за полноту переваривания продукта.
Разработка и внедрение автоматизированной экспертной системы контроля цвета корки хлебобулочных изделий с помощью цветового спектра позволит по параметрам цифрового изображения изделия оценить цвет, равномерность окраски его корки и разработать процедуру
формализации цвета корки хлеба, направленную на регулирование технологических режимов процесса выпечки.
Основные теоретические и практические положения по данному вопросу отражены в работах Р. Гонсалеса, М. Гуревича, Д. Джада, М. Кривошеева, А. Луизова и других.
Расширение ассортимента хлебобулочных изделий для школьного питания с добавлением муки из цельносмолотого зерна различных культур и закваски «Эвиталия», а также разработка экспертной системы поддержки принятия решения по управлению процессом выпечки являются инновационными в этом направлении, представляют большой не только научный, но и практический интерес. Поэтому совершенствование технологии хлеба из муки пшеничной первого сорта с использованием нетрадиционных видов сырья, позволяющее улучшить качество продукции, увеличить пищевую ценность хлебобулочных изделий, обеспечить организм школьника необходимыми для его нормального роста и развития питательными веществами, а также создание высокого уровня автоматизации являются актуальной задачей для хлебопекарной отрасли нашей страны.
Диссертационная работа выполнялась в рамках НИР кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» Воронежского государственного университета инженерных технологий «Разработка энерго- и ресурсосберегающих чистых технологий переработки сельхозсырья в конкурентоспособные хлебобулочные, кондитерские и макаронные функциональные продукты на основе медико-биологических воззрений» (№ г. р. 01970008815, на 2011-2015 гг.).
Цель исследований: разработка практических рекомендаций по совершенствованию технологии и расширению ассортимента хлеба для школьного питания путем исследования закономерностей изменения физико-химических и биохимических свойств полуфабрикатов и изделий с применением автоматизированной экспертной системы контроля цвета хлеба.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- научное и практическое обоснование применения муки из
цельносмолотого зерна пшеницы, гречки, овса, риса, пшена, закваски
«Эвиталия» для производства хлебобулочных изделий с учетом требо
ваний к школьному рациону питания;
- моделирование и оптимизация рецептуры хлебобулочных изделий
для школьного питания, выбор рационального способа приготовления те
ста, прогнозирование эффективной вязкости полуфабриката из муки пше
ничной первого сорта с внесением обогатителей;
- исследование влияния обогатителей на показатели качества
хлебобулочных изделий, антиоксидантную активность и стойкость при
хранении, определение переваримости, усвояемости, токсичности и гликемического индекса хлебобулочных изделий;
определение химического, витаминно-минерального и аминокислотного состава хлеба, расчет степени удовлетворения суточной потребности в нутриентах;
разработка автоматизированной системы, позволяющей в режиме реального времени представить технологу-оператору оценку цвета корки хлебобулочных изделий, его отклонения от нормы и осуществить поддержку принятия решений по управлению процессом выпечки;
разработка и утверждение технической документации на новые виды хлебобулочных изделий, расчет экономической эффективности, промышленная апробация основных результатов исследований.
Объектом исследования является технология и ассортимент хлебобулочных изделий, предназначенных для школьного питания.
Предметом исследования являются технологические параметры получения хлебобулочных изделий для школьного питания и системы контроля процесса.
Научная концепция работы заключается в создании практических рекомендаций по реализации технологии хлебобулочных изделий для школьного питания с заданными качественными характеристиками.
Научные положения, выносимые на защиту:
рекомендации по совершенствованию технологии и расширению ассортимента хлебобулочных изделий для школьного питания за счет применения муки из цельносмолотого зерна различных видов культур и закваски «Эвиталия»;
результаты определения реологических свойств теста, анализ зависимости эффективной вязкости полуфабриката от вносимых обогатителей и продолжительности брожения;
данные анализа аромата, цвета, температуры корки и мякиша хлебобулочных изделий, их переваримости, токсичности, химического состава;
результаты метода контроля цифрового изображения корки хлеба с помощью цветового спектра.
Научная новизна работы:
- обоснована и поставлена новая научная задача и предложен под
ход к её решению, позволяющий выявить возможность применения прак
тических рекомендаций по совершенствованию технологии хлебобулочных
изделий для школьного питания с использованием муки из цельносмолото
го зерна различных видов культур и закваски «Эвиталия»;
- выполнено теоретическое и экспериментальное обоснование
зависимости эффективной вязкости теста от дозировок обогатителей и
времени брожения полуфабриката, позволяющее прогнозировать и регулировать реологические свойства теста;
научно и экспериментально доказана целесообразность использования обогатителей в производстве хлебобулочных изделий для школьного питания, позволяющих улучшить структурно-механические свойства, аромат, антиоксидантную активность, микробиологическую чистоту, перевариваемость, гликемический индекс, увеличить срок сохранения свежести изделий, повысить их функциональность;
предложена автоматизированная экспертная система, позволяющая осуществить поддержку принятия решения по управлению технологическим процессом выпечки с учетом цветности хлебобулочных изделий.
Новизна технических решений подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ по заявке № 2011154703. Практическая значимость исследования:
разработаны практические рекомендации по совершенствованию технологии хлебобулочных изделий из муки пшеничной первого сорта для школьного питания, реализация которой позволит повысить эффективность технологического процесса, обеспечить рациональное питание школьников и продовольственную безопасность страны;
разработана и утверждена техническая документация на хлебобулочные изделия: «Вита» ТУ 9110 - 149 - 02068108 - 2012, «Ароматный» ТУ 9110 - 148 - 02068108 - 2012, «Ясное утро» ТУ 9110 - 150 - 02068108 -2012, «Восток» ТУ 9110 - 151 - 02068108 - 2012, «Солнышко» ТУ 9110 -152 - 02068108 - 2012. Проведена промышленная апробация способа производства хлебобулочных изделий на ОАО «Хлебозавод № 7» г. Воронеж, ПО «Новое» (г. Жердевка) (акты производственных испытаний), подтвердившая положительные результаты исследований.
Соответствие диссертации паспортам научных специальностей.
Диссертационное исследование соответствует п. 3, 4 и 6 паспорта специальности 05.18.01 - «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства» и п. 2, 16 паспорта специальности 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами» (пищевая промышленность).
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены:
- на международных научно-практических, научно-технических
конференциях, симпозиумах и форумах: «Актуальные вопросы совершен
ствования технологии производства и переработки продукции сельского
хозяйства» (Йошкар-Ола, 2011); «Новые и нетрадиционные растения и пер
спективы их использования» (Москва, 2011); «Энергосберегающие процес-
сы и аппараты в пищевых и химических производствах» (Воронеж, 2011); «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (Краснодар, 2011); «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011); «Современное хлебопечение - 2012» (Москва, 2012), «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Ульяновск, 2012), «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» (Краснодар, 2012);
- всероссийских научно-практических конференциях: «Технологии и
оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленно
сти» (Бийск, 2011); «Современные проблемы фундаментальных и приклад
ных наук» (Кемерово, 2011)
- отчетных научных конференциях ВГУИТ за 2009 - 2011 гг.
Разработки экспонировались на воронежских агропромышленных
форумах (2010 - 2012 гг.), выставке-дегустации «Качество и безопасность хлебобулочных изделий на потребительском рынке» (2011 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 научных работ, в том числе 4 статьи в реферируемых журналах, 6 статей в сборниках трудов, 9 тезисов, положительное решение на патент РФ, утверждена техническая документация на 5 видов хлебобулочных изделий для школьного питания из муки пшеничной первого сорта.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, пяти глав, которые посвящены экспериментальным исследованиям, выводов, списка использованных источников, приложений и представлена на 242 страницах машинописного текста, в 46 таблицах и 86 рисунках. Библиография включает 153 наименования, в том числе 12 зарубежных.
Похожие диссертации на Совершенствование технологии хлеба для школьного питания с применением автоматизированной системы контроля цвета изделия
