Введение к работе
Актуальность темы. Ржаной и ржано-пшеничный хлеб на протяжении многих столетий занимает особое место в рационе питания народов России. Эти хлебобулочные изделия обладают не только ни с чем не сравнимым вкусом и ароматом, но и, благодаря особенностям химического состава ржаной муки, оказывают положительное влияние на здоровье человека. К сожалению, в последние годы и у нас в стране, и за рубежом отмечается тенденция снижения удельного потребления ржаного и ржано-пшеничного хлеба. Несомненно, что только постоянное совершенствование технологии приготовления этих изделий, обеспечивающее высокое качество готовой продукции при переработке нестабильного сырья, способно вернуть им былую популярность.
Особенностью существующих технологий производства ржаного и ржано-пшеничного хлеба является то, что они предусматривают, в основном, приготовление теста двухфазным способом на заквасках.
В разные годы исследованием микробиологического состава заквасок, процесса брожения, а также влияющих на него факторов во взаимосвязи с качеством готового хлеба занимались многие отечественные и зарубежные исследователи: Л. Я. Ауэрман, Л. Н. Казанская, О. В. Афанасьева, Л. И. Кузнецова, Е. И. Квасников, Т. Г. Богатырева, Н. М. Дерканосова, G. Spicher, Н. Stephan, М. Rohrlich и др.
Тем не менее, на сегодняшний день приходится констатировать, что
научные основы технологии хлеба из ржаной муки и её смеси с пшеничной
имеют еще определенные пробелы. В частности, остается неизвестным механизм
влияния продуктов молочнокислого брожения на реологические и
биотехнологические свойства полуфабрикатов. Для ржаного теста не
определены оптимальные реологические свойства после замеса. Также не
установлен оптимальный режим замеса ржаного теста. Не оценено
технологическое значение пентозанов и соответственно не даны четкие
рекомендации по применению цитолитических ферментных препаратов.
Отсутствует объективный интегральный критерий для оценки
биотехнологических свойств бродящих полуфабрикатов из ржаной муки и её смеси с пшеничной. Не определено оптимальное значение автолитической активности смеси ржаной муки с пшеничной в разных соотношениях и др.
Решение перечисленных выше проблем является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности России.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований явилось определение критических точек физико-химических параметров ржаной муки и ее смеси с пшеничной мукой и полуфабрикатов, направленных на совершенствование технологического регламента процесса производства ржаного и ржано-пшеничного хлеба и обуславливающих получение готовых изделий наилучшего качества.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
определение влияния дозировки цитолитических, амилолитических ферментных препаратов и солода на "число падения" ржаной муки;
определение оптимальной автолитической активности смеси ржаной муки с пшеничной в разных соотношениях;
исследование изменения "числа падения" ржаной муки, пшеничной муки, а также их смеси в зависимости от кислотности субстрата;
определение влияния кислотности ржаного теста на его реологическое поведение в процессе и после замеса;
определение влияния кислотности ржаного и ржано-пшеничного теста, приготовленного с использованием органических кислот или заквасок, на качество готового хлеба;
определение оптимальной консистенции ржаного теста;
определение оптимального режима замеса ржаного теста;
разработка безразмерного критерия для оценки биотехнологических свойств ржаного и ржано-пшеничного теста при его созревании;
изучение бродильной активности разных штаммов гомоферментативных и гетероферментативных молочнокислых бактерий;
апробация работы в производственных условиях.
Научная новизна работы. Установлена динамика изменения "числа падения" ржаной обдирной муки, пшеничной муки 1 с и их смеси в зависимости от кислотности водно-мучной суспензии. Раскрыт механизм протекания ферментативного и кислотного гидролиза крахмала под влиянием кислотности полуфабриката.
Показано, что различие в оптимальных значениях автолитической активности ржаной, пшеничной муки и их смеси, оцениваемых по показателю "числа падения", объясняется разной кислотностью ржаного, ржано-пшеничного и пшеничного теста.
Установлено влияние кислотности на реологическое поведение водно-мучной суспензии из ржаной муки в процессе клейстеризации, обусловленное вкладом амилозы и амилопектина.
Определено влияние кислотности ржаного теста на изменение его реологических свойств в процессе замеса и при прогреве до 90С, моделирующем процесс выпечки хлеба.
Установлена кинетика изменения величины крутящего момента на приводе месильных органов в процессе замеса ржаного теста.
Для оценки свойств бродящего теста предложен безразмерный биотехнологический критерии Абр, представляющий собой отношение скорости относительного изменения гНг к скорости относительного изменения рН.
Установлено, что среди гомоферментативных молочнокислых бактерий наибольшей бродильной активностью отмечен штамм L. plantarum-ЗО, а среди гетероферментативных - штамм L. brevis-13.
Практическая значимость. Показана технологическая целесообразность применения цитолитических ферментных препаратов в оптимальной концентрации и предложена методика ее определения.
Установлена оптимальная автолитическая активность смеси ржаной муки с пшеничной мукой при различных соотношениях.
Определена оптимальная консистенция ржаного теста, позволяющая устанавливать дозировку воды при его замесе.
Установлена оптимальная кислотность ржаного и ржано-пшеничного теста.
Разработан способ определения оптимального режима замеса ржаного теста, заключающийся в установлении частоты вращения месильных органов по точке перегиба числа циклов деформации теста и продолжительности замеса по моменту времени, к которому его консистенция приобретает постоянное значение.
Показана взаимосвязь критерия Дбр с автолитической активностью ржаной муки и ее смеси с пшеничной мукой, а также качеством ржаного и ржано-пшеничного хлеба. Установлена возможность определения бродильной активности разных штаммов молочнокислых бактерий с помощью критерия Абр.
Проведена производственная апробация критерия Дбр в условиях ОАО "Хлебозавод № 9" (г. Москва).
Апробация работы. Результаты исследований, выполненных автором, были представлены на третьей международной конференции "Качество зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий" (г. Москва, 5-7 декабря 2006 г); на международной научно-практической конференции "Биотехнология. Вода и пищевые продукты" (г. Москва, 11-13 марта 2008 г); на первой научно-практической конференции "Управление реологическими свойствами пищевых продуктов" (г. Москва, 25-26 сентября 2008 г.).
По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 151 странице основного текста, включает 56 рисунков и 24 таблицы. Список литературы включает 128 источников отечественных и зарубежных авторов.
