Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Процессы, происходящие в хлебе при черствении 9
1.2. Способы сохранения свежести хлеба 16
1.3. Хлебопекарные улучшители и их функциональная роль в приготовлении пшеничного хлеба 18
1.3.1. Улучшители окислительного действия 18
1.3.2. Ферментные препараты 22
1.3.3. Комплексные хлебопекарные улучшители 31
1.4. Способы приготовления теста - один из путей сохранения свежести хлеба 35
1.5. Способы предотвращения микробиологической порчи хлеба . 39
Заключение по обзору литературы 45
2. Экспериментальная часть 47
2.1. Сырье и материалы, используемые при проведении исследований 47
2.2. Методы исследований, применявшиеся в работе 49
2.2.1. Методы исследования свойств сырья и материалов 49
2.2.2. Методы исследования свойств полуфабрикатов 50
2.2.3. Способы приготовления полуфабрикатов и готовых изделий 51
2.2.4. Методы оценки качества готовых изделий 54
2.2.5. Специальные методы исследований 55
2.2.6. Методы математической обработки результатов исследований 56
2.3. Характеристика сырья, применявшегося в исследованиях 57
2.4. Результаты исследований и их анализ 60
2.4.1. Разработка способа приготовления теста для производства хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения 60
2.4.1.1. Исследования влияния способов приготовления теста на качество хлеба, свойства мякиша и микробиологическую чистоту при хранении 61
2.4.1.2. Разработка способа приготовления теста с оптимизацией технологических параметров 63
2.4.1.2.1. Исследования влияния технологических параметров на свойства теста 76
Заключение к разделу 2.4.1 82
2.4.2. Разработка состава комплексного улучшителя хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения 83
2.4.2.1. Исследование влияния уксуснокислого кальция и пропионата натрия на качество и микробиологическую устойчивость хлеба при хранении 84
2.4.2.2. Исследование влияния многокомпонентной смеси на качество пшеничного хлеба и сохранение его свежести 92
2.4.2.3. Исследование влияния комплексного улучшителя на качество пшеничного хлеба длительного хранения 97
2.4.2.3.1. Исследование влияния компонентов УКХ-Д на свойства теста из пшеничной муки... 101
2.4.3 Разработка технологий хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения 107
Заключение по разделу 2.4.2 и 2.4.3 109
2.4.4. Научное обоснование влияния технологий хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения на черствение 111
Заключение по разделу 2.4.4 117
2.4.5. Разработка технологических решений сохранения качества пшеничного хлеба 118
2.4.6. Производственные испытания 119
2.4.7. Расчет калькуляции хлебобулочных изделий в
соответствие с технологическими решениями 119
3. Выводы 123
Список использованной литературы
- Хлебопекарные улучшители и их функциональная роль в приготовлении пшеничного хлеба
- Способы приготовления полуфабрикатов и готовых изделий
- Разработка состава комплексного улучшителя хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения
- Разработка технологических решений сохранения качества пшеничного хлеба
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Производство хлебобулочных изделий в упаковке с удлиненными сроками хранения является одним из основных направлений решения проблемы продовольственной безопасности. Обеспечение населения хлебобулочными изделиями в регионах экологического неблагополучия, с суровыми климатическими условиями, в условиях кризисных и аварийных ситуаций, техногенных и экологических катастроф, а также социально обслуживаемого контингента связано с производством продукции со сроком хранения 10-12 суток. При этом актуальным является создание технологий такой продукции, направленных на улучшение качества, сохранение свежести, микробиологическую устойчивость (предотвращение картофельной болезни и плесневения) изделий при хранении.
Проблеме технологий хлебобулочных изделий в упаковке с удлиненными сроками хранения посвящен ряд работ отечественных и зарубежных ученых - Ауэрмана Л.Я., Горячевой А.Ф., Кузьминского Р.В., Матвеевой И.В., Пучковой Л.И., Поландовой Р.Д., Кветного Ф.М., Богатыревой Т.Г., Колупаевой Т.Г., Хосни Р.К., Мартина Ж.В и др. В этих работах рассматривались отдельные методы, средства, улучшители, влияющие на качество, сохранение свежести изделий, микробиологическую безопасность, условия охлаждения продукции после выпечки, свойства упаковочных материалов, способы упаковки при продолжительности хранения хлебобулочных изделий - 3-е суток, 1-2 месяца и более.
В современных условиях актуальным является создание технологий хлебобулочных изделий со сроком хранения 10 - 12 суток, в которых взаимосвязаны способы, методы, средства, обеспечивающие повышение качества, сохранение свежести, микробиологической чистоты продукции. В создании таких технологий основным направлением является разработка
способов тестоприготовления в свете последних достижений в области биохимических, физико-химических и микробиологических процессов в пищевых системах, формирование состава пищевых добавок многофункционального действия, взаимосвязанных со свойствами полуфабрикатов и качеством продукции.
ЦЕЛЬ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью настоящего исследования является разработка технологий хлебобулочных изделий из пшеничной муки со сроками хранения 10 - 12 суток. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
разработка способа приготовления теста с оптимизацией технологических параметров;
- разработка и научное обоснование состава пищевых добавок - комплексного улучшителя;
- разработка технологий хлебобулочных изделий из пшеничной муки со сроками хранения 10-12 суток;
- исследование влияния разработанных технологий на реологические свойства и микроструктуру теста, качество хлеба, черствение мякиша, микробиологическую чистоту;
- разработка документации на технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки со сроками хранения 10-12 суток, комплексную пищевую добавку;
- промышленная апробация и внедрение основных результатов исследований.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научно обоснованы технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки с удлиненными сроками хранения - 10 - 12 суток.
Разработан и научно обоснован способ приготовления теста на охлажденном дрожжевом полуфабрикате с оптимизацией технологических параметров (температура, продолжительность брожения, влажность),
взаимосвязанных с реологическими свойствами полуфабрикатов, качеством хлеба - патент №2176880. Сформулирован гипотетический механизм улучшающего влияния способа приготовления теста на сохранение свежести, повышение микробиологической устойчивости хлеба, обусловленного свойствами полуфабрикатов и интенсивностью микробиологических процессов.
Разработан и научно обоснован оптимизированный состав пищевых добавок - комплексных улучшителей, выявлены закономерности их влияния на свойства теста, качество хлеба во взаимосвязи со способами приготовления теста - патент №2176452.
Исследованиями микроструктуры теста (методом электронной сканирующей микроскопии), его реологических свойств, атакуемости крахмала мякиша хлеба глюкоамилазой установлена и подтверждена эффективность разработанных технологий хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения до 12 суток - стабилизация качества, снижение черствения, обеспечение микробиологической чистоты (предотвращение картофельной болезни хлеба).
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. На основании результатов исследований разработаны, утверждены и внедрены:
- «Технологическая инструкция по производству упакованных изделий из пшеничной муки высшего и первого сорта со сроками хранения 10-12 суток»;
- Технические условия «Изделия хлебобулочные из пшеничной муки высшего сорта со сроком хранения 10-12 суток»;
- Документация на пищевую добавку (комплексную) - улучшитель «Мультэнзим» для хлебобулочных изделий из пшеничной муки;
- Методическое руководство по производству хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения (разделы 2.2.1. и 2.2.2.).
Технологические рекомендации, инструкции, комплексные улучшители внедрены на 10 хлебопекарных предприятиях РФ.
Работа проводилась по заданиям научно-технических программ: НТП Россельхозакадемии на 1996-2000 г.г. «Прогрессивные, экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности», 2001-2005г.г. «Разработать научные основы систем технологического обеспечения хранения и комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве конкурентоспособных пищевых продуктов общего и специального назначения». АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы были представлены на научно-практических конференциях: II Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Москва, 2000), научно-технической конференции «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК» (Москва, 2000); научно-практической конференции «Современные технологии пищевых продуктов нового поколения и их реализация на предприятиях АПК» (Углич, 2000); Международной конференции молодых ученых «От фундаментальной науки - к новым технологиям» (Тверь, 2001); II Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность и экология пищевых продуктов и производств. Прогресс в агроиндустрии» (Москва-Ялта, 2001); III Межрегиональной научно-практической конференции (Екатеринбург, 2002); Научно-практической конференции молодых ученых МГУТУ
Хлебопекарные улучшители и их функциональная роль в приготовлении пшеничного хлеба
В настоящее время в нашей стране и за рубежом все большее внимание уделяется поиску эффективных средств замедления черствения хлеба.
Замедление процесса черствения хлеба при хранении является одной из важнейших проблем хлебопекарной отрасли.
Существует несколько путей сохранения свежести хлебобулочных изделий: использование высококачественного основного и дополнительного сырья /3, 30, 32, 46, 214/, оптимизация технологического процесса производства хлеба /4, 32, 141/, применение пищевых добавок различного принципа действия /1, 2, 3, 28, 46, 67, 75, 96, 183/, использование упаковочных материалов /7, 32, 67, 68, 74/. Любые факторы или добавки, увеличивающие объем хлеба и улучшающие структурно-механические свойства мякиша, а также мероприятия, способствующие снижению усыхания хлеба при хранении, приводят к более длительному сохранению свежести хлебобулочных изделий /3, 20, 67, 82/.
Значительное влияние на сохранение свежести хлебобулочных изделий оказывают пищевые добавки и улучшите ли. Для сохранения качества хлеба в хлебопекарном производстве используют ферментные препараты /3, 23, 96, 112, 121, 173, 177, 178, 183, 206/, поверхностно-активные вещества /1, 3, 4, 33, 79, 136, 148, 167, 183/, модифицированные крахмалы /16, 71, 77, 147/, улучшители окислительного действия /14, 32, 67, 121/.
Содержание белка в пшеничной муке оказывает влияние на качество хлеба и сохранение его свежести. Установлено, что мякиш хлеба из муки с большим количеством клейковины высокого качества значительно мягче, черствеет и усыхает медленнее /3, 31/. Исследования, проведенные в ГосНИИХП, подтвердили положительное влияние на свежесть хлеба добавление сухой сублимированной клейковины /96/. Эффективность ее применения состоит в повышении водопоглотительной способности теста, улучшении реологических свойств полуфабрикатов и показателей качества хлеба: повышение удельного объема хлеба и формоустойчивости изделий, улучшение структуры пористости и свойств мякиша, снижение его крошковатости, увеличение срока сохранения свежести хлеба. Добавление белка делает структуру мякиша более прочной, гидратационные связи усилсваются, что припятствует потере влаги при хранении /32/.
Перспективными добавками, способствующими сохранению свежести хлеба, являются соевая мука, содержащая до 50% белка, и ее гидролизаты, белковые изоляты из соевого шрота с содержанием белка не менее 70% на сухое вещество и соевые изоляты с содержанием сырого протеина не ниже 90% /80/, улучшители окислительного действия. При их применении отмечалось замедление черствения и значительное снижение усушки хлеба /63, 71, 116, 156/. Применение отдельных ферментных препаратов способствует сохранению свежести хлеба.
В практике хлебопекарного производства в настоящее время для корректировки хлебопекарных свойств муки, улучшения физико-химических и органолептических показателей качества хлеба, продления срока сохранения его свежести достаточно широко применяются различные виды улучшающих добавок и сырья.
Это актуально для предприятий малой мощности и мини-пекарен, где проблема повышения качества готовых изделий стоит остро из-за специфических особенностей производства - ускоренных технологий и малых производственных площадей.
В зависимости от функционального назначения и принципа действия хлебопекарные улучшители принято классифицировать как улучшители окислительного действия, поверхостно-активные вещества (ПАВ) -эмульгаторы, улучшители на основе модифицированных крахмалов, минеральные соли, ферментные препараты, а также комплексные улучшители, содержащие ряд компонентов /17, 19, 41, 88, 96, 119, 129, 131/.
Способы приготовления полуфабрикатов и готовых изделий
В работе анализировалось основное и дополнительное сырье. Все пробы применявшейся муки анализировались по органолептическим и физико-химическим показателям: влажность, кислотность, газообразующая способность, количество сырой клейковины, «сила» муки - по содержанию и реологическим свойствам клейковины, вкус, запах, наличие примесей.
Влажность муки, определяли ускоренным методом по ГОСТ 9404 и выражали в процентах.
Кислотность муки, определяли титрованием 0,1% раствором NaOH в соответствии с ГОСТ 27493 и выражали в градусах.
Газообразующую способность муки определяли волюмометрическим методом на приборе Яго-Островского и выражали в см диоксида углерода, образовавшегося за 5 ч брожения теста из 100 г муки /158/.
Газоудерживающую способность муки, определяли на приборе Яго-Островского по разнице между первоначальным и максимальным объемом теста/158/. «Силу» муки характеризовали по следующим показателям: - содержание сырой клейковины определяли по методике ГОСТ 9404 и выражали в процентах; - свойства клейковины определяли по ее способности оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия (Нидк) на приборе ИДК-1М по методике, приведенной в работе /134/. Дрожжи прессованные анализировали по времени подъема теста в соответствии с ГОСТ 171. Соль оценивали органолептически в соответствии с ГОСТ 13830. Сахар оценивали органолептически в соответствии с ГОСТ 21.
Прочее сырье: аскорбиновую кислоту, соевую муку, консерванты, ферментные препараты оценивали органолептически в соответствии с действующей нормативной документацией.
Свойства полуфабрикатов анализировали по показателям: влажность, температура, титруемая кислотность, газообразующая и газоудерживающая способность и реологические свойства.
Влажность полуфабриката определяли на приборе ПИВИ по методике описанной в руководстве /134/ и выражали в %.
Титруемую кислотность теста определяли по методике, приведенной в руководстве /134/ и выражали в градусах.
Температуру полуфабриката определяли при помощи термометра по методике, приведенной в руководствах /134/ и выражали в С. Газообразующую способность полуфабриката определяли волюмометрическим методом на приборе Яго-Островского по методике, приведенной в руководстве /158/, и выражали в см3 диоксида углурода, образовавшигося за 5 ч. брожения теста из 100 г муки.
Газоудерживающую способность теста определяли по его максимальному подъему в период брожения по методике, приведенной в руководстве /158/. Этот показатель равен разности между максимальным и первоначальным объемом теста.
Реологические свойства теста определяли на приборах фирмы «Брабенбер»: на фаринографе, матурографе, оффинтринбгере в соответствии с инструкциями, приложенными к прибору /55, 56, 57/.
Приготовление теста осуществляли опарным, безопарным способами и по интенсивной «холодной» технологии. Рецептура приготовления теста опарным и безопарным способами приведена в таблице 1, по интенсивной технологии - в таблице 2.
Опарный способ предусматривает приготовление теста в две стадии: приготовление опары и приготовление теста. Опару и тесто замешивали на лабораторной тестомесильной машине марки ЭПМ с числом вращения месильных органов 60 об/мин в течение 5 мин. Температура опары после замеса составляла 28 - 30С. Брожение опары проводили в термостате при температуре 28 - 32С в течение 240 мин. На готовой опаре замешивали тесто, куда вносили оставшуюся часть муки, воды и все сырье по рецептуре. При безопарном способе тесто замешивали из всего количества сырья по рецептуре. Температура теста после замеса составляла 28-3 0С, влажность -44,0-44,5%. Брожение теста проводили в термостате при температуре 32+2С.
Разработка состава комплексного улучшителя хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения
Разработанный способ приготовления теста на охлажденном дрожжевом полуфабрикате позволяет вырабатывать хлебобулочные изделия с хранением их в течение 7-9 суток. С целью пролонгирования сроков хранения хлеба до 12 суток проведены исследования по применению улучшителей, задерживающих развитие картофельной болезни хлеба и черствение мякиша хлеба.
Учитывая отсутствие на отдельных предприятиях условий для перевода технологического процесса на способ приготовления теста на охлажденном дрожжевом полуфабрикате, изучена возможность разработки технологии на основе опарного способа, при приготовлении которого картофельная болезнь проявлялась через 60 ч по сравнению с безопарным способом и интенсивной холодной технологией - 36ч.
В процессе хранения хлебобулочные изделия подвергаются микробиологической порче, в результате которой в продукте могут образовываться токсины, вырабатываемые микроорганизмами.
Исследованиями ряда авторов (11, 69, 74, 96, 124) было показано эффективное влияние пищевых добавок на сохранение микробиологической чистоты хлебобулочных изделий.
Наиболее эффективными методами повышения микробиологической устойчивости хлеба является применение различных видов пищевых добавок, оказывающих ингибирующее воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов: органических кислот, их солей, веществ, обладающих антибиотической активностью и др.
Анализ научно-технической литературы показал, что применение пищевых добавкок: лимонной кислоты, уксуснокислого кальция, пропионата натрия, сорбиновой кислоты, сорбата калия снижают степень развития картофельной болезни хлеба и его плесневение.
Для повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий вырабатываемых с удлиненными сроками хранения, потребовалось выбрать пищевые добавки и их оптимальные дозировки.
С целью выбора пищевой добавки исследовали влияние лимонной кислоты (ЛК), уксуснокислого кальция (УК), пропионата натрия (ITpNa), сорбиновой кислоты (СорК), сорбата калия (СобК) на качество хлеба (таблица 8).
Пробные лабораторные выпечки проводили опарным способом из пшеничной муки высшего сорта по рецептуре и методике, представленной в разделе 2.2.3.
Контролем служили пробы хлеба с дозировкой аскорбиновой кислоты 0,002% к массе муки. Другие пищевые добавки вносили в тесто также в количестве 0,002% к массе муки.
Сравнительный анализ данных таблицы 8 показал, что применение лимонной кислоты повышало кислотность хлеба, а сорбиновая кислота увеличивала продолжительность расстойки в 1,5 раза, в результате чего ухудшались основные показатели качества хлеба (удельный объем, пористость, сжимаемость мякиша). Лучшие результаты получены при применение уксуснокислого кальция и пропионата натрия. Выявлено, что внесение УК и IlpNa не ухудшали показатели качества хлеба.
Исследовали влияние различных дозировок УК и IlpNa на скорость развития картофельной болезни и плесневение пшеничного хлеба при хранении до 15 суток (таблица 9).
Тесто готовили опарным способом и на ОДП по рецептуре и методикам, представленным в разделах 2.2.3. и 2.4.1. Заболеваемость хлеба картофельной болезнью определяли в соответствии с «Инструкцией по предупреждению картофельной болезни хлеба» (54), о плесневении хлеба судили по появлению плесневых грибов на поверхности хлеба.
Из представленных данных видно, что порог заболевания хлеба картофельной болезнью и первые признаки появления плесени зависят от дозировок УК и npNa. Выявлено, что внесение в тесто УК и ПрЫа в количестве по 0,15% к массе муки является оптимальной дозировкой при приготовлении теста на ОДП. При таких дозировках хлеб не заболевал картофельной болезнью до 13 суток, а первые признаки плесневения появлялись на 10 сутки хранения.
При приготовлении теста опарным способом оптимальными дозировками УК и npNa являются внесение их в количестве по 0,2% к массе муки. В таком случае не появлялись признаки заболевания хлеба картофельной болезнью и плесневения до 11 суток.
Разработка технологических решений сохранения качества пшеничного хлеба
Анализ полученных результатов показал высокую эффективность применения технологических решений, складывающихся из оптимального сочетания разработанной технологии и пищевых добавок - комплексных улучшителей.
Технологическая эффективность обеспечения качества хлебобулочных изделий при хранении достигается путем применения отдельных факторов и путем их комбинирования в зависимости от способа приготовления теста
1. Приготовления теста на охлажденном дрожжевом полуфабрикате: температура - 20-22С, влажность - 43-45%, продолжительность брожения 10-12 ч, обеспечивающие улучшение реологических свойств теста (консистенции, эластичности, упругости), повышение газообразования и высокие показатели качества хлеба (удельного объема, сжимаемости мякиша).
2. Применение пищевых добавок, повышающих качество хлеба, его микробиологическую чистоту и сохраняющих свежесть при хранении.
3. Использование разработанных технологий хлебобулочных изделий, на способах приготовления теста - опарного и на охлажденном дрожжевом полуфабрикате в сочетании с комплексным улучшителем (УКХ-Д).
На основании результатов исследований разработаны, утверждены и внедрены: - «Технологическая инструкция по производству упакованных изделий из пшеничной муки высшего и первого сорта со сроками хранения 10-12 суток»; - Технические условия «Изделия хлебобулочные из пшеничной муки высшего сорта со сроком хранения 10-12 суток»; - Документация на пищевую добавку (комплексную) - улучшитель «Мультэнзим» для хлебобулочных изделий из пшеничной муки; - Методическое руководство по производству хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения (разделы 2.2.1. и 2.2.2.). Технологические рекомендации, инструкции, комплексные улучшители внедрены на 10 хлебопекарных предприятиях РФ.
Производственные испытания разработанных технологий проводились на хлебозаводах Московской области (г.г. Жуковский и Озеры) и в г. Екатеринбурге.
Применение технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки с удлиненными сроками хранения является эффективным и экономически обоснованным. Экономическая эффективность применения технологических решений сохранения качества хлеба основывается на следующих показателях: - повышение конкурентоспособности предприятия за счет выпуска продукции более высокого качества; увеличение объема продаж за счет повышения конкурентоспособности продукции; - сокращение количества возвратной продукции из торговой сети за счет сохранения ее свежести и микробиологической чистоты более длительное время; - увеличение производства хлеба за счет выпуска продукции для конкретных регионов с учетом климатических, демографических и экологических особенностей, а так же в условиях техногенных и экологических катастроф.
Разработаны и научно обоснованы технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки с удлиненными сроками хранения (10-12 суток).
На основании результатов исследований сделаны нижеследующие выводы.
1. Проведены сравнительные исследования способов приготовления теста - опарного, безопарного и по интенсивной «холодной» технологии. Определены методические подходы к разработке способа приготовления хлеба с удлиненными сроками хранения, обеспечивающего улучшенью качества, снижение черствения, микробиологическую устойчивость хлеба.
2. Разработан способ приготовления теста на охлажденном дрожжевом полуфабрикате.
2.1. В результате математической обработки экспериментальных данных получены регрессионные уравнения, адекватно описывающие зависимость физико-химических показателей качества хлеба от температуры полуфабриката и продолжительности его брожения.
Установлены оптимизированные параметры приготовления полуфабриката: температура - 20-22С, влажность - 43-45%, продолжительность брожения - 10-12 ч, обеспечивающие улучшение реологических свойств теста (консистенции, эластичности, упругости), повышение газообразования и качества хлеба (удельного объема, сжимаемости мякиша).
2.2. Хлеб, приготовленный на охлажденном дрожжевом полуфабрикате, не подвергается картофельной болезни в течение 7-9 суток.
3. Разработаны и научно обоснованы состав и дозировки компонентов пищевых добавок комплексного улучшителя для хлебобулочных изделий с удлиненными сроками хранения.
Похожие диссертации на Технологии хлебобулочных изделий из пшеничной муки с удлиненными сроками хранения
