Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Значение тритикале для народного хозяйства РФ 18
1.1. История возникновения культуры тритикале 18
1.2 Ботанические особенности тритикале. Хозяйственно-биологи ческие характеристики современных сортов тритикале 24
1.3. Хтптческий состав зерна и муки тритикале 31
1.4. Анализ современного состояния теории, техники и технологии сушки зерна.
1.5. Мукомольные свойства зерна трипжале. Режимы гидротермической обработки зерна. 56
1.6. Хлебопекарные свойства тритикале
1.7 Применение трипжале в пищевой промышленности 70
1.8 Современная концепция функциональных продуктов гаггания 79
Глава II Объект, условия и методы проведения исследований 90
2.1 Характеристика исследуемых сортов зерна тритикале 90
2.2 Методажа и техника лабораторных исследований оценки качества зерна. 105
2.3 Схема проведения исследований . 106
2.4 Сырье, применявшееся в работе 107
2.5 Методы исследования свойств сырья 109
2.6 Метод определения амшіолитической аютпдаости муки по числу7 падения 111
2.7 Метод определения амиполшгической активности муки
на амилографе Брабендера. 113
2.8 Методажа определения алгалолитической и протеолитической активности фотоколириметрическим методом 114
2.9 Определение аьшнокислошого состава с помощью жидкостного хроматографа «BREEZE» фирмы Woters 116
2.10 Определение ахшнокпслотного скора и биологической ценности изделий 117
2.11 Методика приготовления теста, выпечка и анализ качества полуфабрикатов и хлебобулочных изделий. 118
2.12 Методика приготовления теста, выпечка мучных кондитерских изделий и их анализ 123
2.13 Статистическая обработка результатов 128
Глава III. Исследование свойств зерна и муки тритикале. применение тритикале в технологии сушки зерна и приготовлении закваски 129
3.1 Мукомольные свойства тритикале, аминокислотный состав зерна 129
3.2 Определение показателей безопасности зерна тритикале 133
3.3 Хлебопекарные свойства тригикалевой муки 135
3.4 Изучение особенностей белково-протеиназного иуглеводно-амилазного комплексов тритикадевой муки с обогатителями 144
3.5 Показатели безопасности тригикалевой муки 1 3.6 Применение методов термического анализа для исследования тригикалевой муки 153
3.7 Зкспернліентально-чггатистіїческое исследование процесса сушки зерна в барабанной сушилке 162
3.8 Исследование влияния муки тритикале и гидролизованного пюре топинамбура на биотехнологические процессы в жидкой закваске. 172
Глава IV. Разработка новых сортов хлеба повышенной пищевой ценности на основе тритикале 185
4.1 Выбор рецептуры и технологических параметров приготовления хлеба с использованием тришкалевой муки 185
4.2. Исследование процессов, происходящих при созревании теста 190
4.3. Оітшизация рецептуры хлеба улучшенной
биологической ценности 196 4.4 Разработка способа производства хлеба диетического с пищевыми волокнами 209
4.5 Исследование усвояемости тритикалевого хлеба методом in vitro 217
4.6 Способ получения ферментированных хлопьев амаранта. Исследование процесса брожения теста с полуфабріїкатами из амаранта 218
4.7 Оптимизация рецептуры хлеба диетического «Амарантовый» 229
4.8 Исследование влияния БАД «Свекла» на структурно-механические свойства теста и качество тритикалевого хлеба. 237
4.9 Применение свекловичного пектина в рецептурах хлеба 249
Глава V. Применение тритикале в производстве мучных кондитерских изделий 253
5.1 Математическое моделирование рецептуры кексов высокой пищевой ценности 253
5.2 Соевые проростки в рецептурах печенья 264
5.2.1 Влияние дозировки тритикалевой лгуки на качество печенья 264
5.2.2 Оптимизация рецептуры сдобного печенья повышенной биологической ценности 270
5.2.3. Изучение свойств печенья в процессе хранения 281
5.3 Применение тритикалевой муки в технологии бисквита 283
Экономическая эффективность проведенных исследовании 298
Выводы 301
Предложения производству 304
Список литературы
- Хтптческий состав зерна и муки тритикале
- Схема проведения исследований
- Определение показателей безопасности зерна тритикале
- Оптимизация рецептуры хлеба диетического «Амарантовый»
Введение к работе
Актуальность темы. Культура тритикале в настоящее время успешно конкурирует с традиционными хлебными злаками. Это первая искусственно созданная зерновая культура, полученная скрещиванием ржи и пшеницы.
Сочетание ряда благоприятных биологических и хозяйственных признаков позволяет тритикале рассматривать как один из путей решения продовольственной безопасности в Российской Федерации. К ним относятся: высокая урожайность (в 1,5-2 раза превышает пшеницу), неприхотливость в возделывании (устойчивость к болезням и полеганию, высокая зимостойкость и засухоустойчивость), хорошо сбалансированный аминокислотный состав (повышенное содержание лизина) и универсальность в использовании. Многие возделываемые сорта не требуют фунгицидной обработки. В результате получается экологически чистая продукция (зерно, мука, хлеб, зеленая масса). За этим следует целая цепочка положительных моментов в агроэкологии. Кроме того, открываются перспективы получения более здоровой пищи, приготовляемой из зерна тритикале.
Тритикале совмещает полноценность белков ржи с хлебопекарными свойствами пшеницы. Себестоимость 1 ц тритикале на 5-6 % ниже, чем в среднем по зерновым культурам, а рентабельность - на 10 % выше.
Проблеме селекции и возделывания тритикале посвящены многочисленные исследования А.И. Грабовца, Н.Й. Соколенко, A.M. Медведева, А.В. Крохмаль, В.Б. Тимофеева, В.Я. Ковтуненко, Н.М. Комарова, А.Ф. Мережко, Г.В. Щипак, В.Е. Шевченко, СВ. Гончарова, Н.Т. Павлюк, В.Н. Горбунова, Н.С. Орловой, Н.И. Лещенко, Л.И. Егорова, Л.К. Сечняк и др.
Тритикале остается недостаточно исследованной культурой с точки зрения комплексного изучения влияния различных факторов на мукомольные и хлебопекарные свойства зерна современных сортов, изменения свойств муки при хранении, исследования показателей безопасности зерна и муки, процесса сушки зерна, внедрения в производство хлебобулочных и мучных кондитерских изделий лечебно-профилактического назначения на основе тритикале, разработки и утверждения нормативной документации на новые продукты питания, что определяет актуальность представленной работы.
Обеспеченность сырьем многих отраслей пищевой промышленности, в частности мукомольной, хлебопекарной, крупяной и комбикормовой, зависит от количества и качества зерна. В этой связи элеваторы должны в короткие сроки осуществлять прием и поточную послеуборочную обработку зерна и обеспечивать его полную сохранность.
Большая часть заготовляемого зерна поступает с полей, как правило, с повышенной влажностью. Поэтому сушка, как важнейшее звено поточных комплексно-механизированных линий приема и послеуборочной обработки
зерна, способствует поддержанию технологических свойств зерна на стабильном уровне, обеспечивающем длительную сохранность зерна без снижения его качества с точки зрения дальнейшей переработки в хлебопекарную муку.
С учетом перспективных направлений повышения пищевой ценности продукции в хлебопекарной, кондитерской и комбикормовой отрасли промышленности тритикале наряду с традиционными зерновыми культурами может участвовать в решении продовольственной проблемы Российской Федерации.
Одним из важных факторов, определяющих здоровье нации, является характер питания. Последние годы характеризуются существенным ухудшением состояния здоровья населения: увеличением общей заболеваемости, снижением средней продолжительности жизни и т.д.
Анализ рациона питания показывает заметный дефицит полезных растительных белков, жиров, витаминов, минеральных веществ. Важнейший аспект мировой продовольственной проблемы - это белково-энергетическая недостаточность. Поэтому фундаментальные и прикладные исследования необходимо проводить в направлении малоотходной, комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и созданию качественно новых пищевых продуктов, которые бы отвечали современным требованиям науки о питании. Также они должны содержать достаточное количество пищевых волокон, витаминов, макро- и микроэлементов и могли быть отнесены к «продуктам здоровья XXI века».
Л.Я. Ауэрман, А.А. Покровский, В.А. Тутельян, Н.П. Козьмина, Л.Н. Казанская, Л.И. Пучкова, Р.Д Поландова, В.В. Щербатенко, Т.Б. Цыганова, В.И. Дробот, Р.К. Еркинбаева, Г.О. Магомедов, С.Я. Корячкина, Л.П. Пащенко, Л.Н. Шатнюк, И.В. Матвеева, Г.Г. Дубцов и др. ученые России внесли значительный теоретический и практический вклад в разработку научных основ в создании хлебобулочных и мучных кондитерских изделий диетического и лечебно-профилактического назначения, в том числе с применением тритикалевой муки.
Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры технологий хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственной продукции ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки» - Раздел 5. «Совершенствование производства, техники и технологии хранения и перереработки продукции растениеводства» (№ г.р. 01.200.1 003983), и гранта Российского Гуманитарного научного фонда «Технико-экономическое обоснование новых технологий хлеба и мучных кондитерских изделий на основе районированных и перспективных для ЦЧР сортов тритикале» (проект № 07-02-00368а).
Цель диссертационной работы: научное и практическое обоснование комплексного использования зерна тритикале в технологии муки, хлеба, мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
изучить мукомольные свойства зерна и хлебопекарные свойства муки тритикале;
-
исследовать углеводно-амилазный и белково-протеиназный комплекс тритикалевои муки с внесением обогатителей;
-
определить показатели безопасности зерна и муки тритикале;
-
исследовать процесс дегидратации тритикалевои муки;
-
изучить процесс сушки зерна тритикале в барабанной сушилке;
-
оценить влияние тритикалевои муки на биотехнологические процессы в жидкой закваске;
-
разработать оптимальные рецептуры хлеба, мучных кондитерских изделий на основе тритикалевои муки и различных обогатителей;
-
определить химический состав, исследовать реологические свойства полуфабрикатов, физико-химические и структурно-механические показатели готовой продукции;
-
разработать нормативную документацию на новые виды продуктов питания;
-
провести опытно-промышленную апробацию и внедрение основных результатов исследования;
-
дать экономическое обоснование производства продуктов питания с использованием тритикалевои муки.
Научная концепция - разработка научно-практических аспектов создания новых продуктов питания функционального назначения с использованием тритикале, проектирования новых рецептур хлебобулочных и мучных кондитерских изделий на основе анализа био- и физико-химических закономерностей процессов брожения теста, исследования его реологических и адгезионных свойств, статистического моделирования оптимальных дозировок рецептурных компонентов, разработка эффективных технологий, обеспечивающих высокое качество готовой продукции.
Научная новизна исследований.
Исследованы технологические характеристики 12 районированных сортов и 1 линии тритикале. Разработаны и утверждены в установленном порядке технические условия ТУ 9293-001-00492894-2002. Мука тритикалевая хлебопекарная. Установлены особенности белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов тритикалевои муки с обогатителями в виде муки из цельносмолотого низкоалкалоидного зерна люпина и нута. Определены показатели безопасности зерна и муки тритикале.
Произведена оценка механизма и кинетических параметров процесса удаления воды из образцов тритикалевои муки. Впервые описаны кинетические уравнения для каждой из пяти ступеней процесса дегидратации.
Проведена оптимизация процесса сушки зерна тритикале в экспериментальной барабанной сушилке с профильной канальной насадкой. Найдены оптимальные режимы сушки тритикале.
Развиты научные и методологические основы технологии функциональных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий на основе тритикалевой муки и различных обогатителей.
С учетом требований нугрициологии обоснована целесообразность внесения в рецептурный состав хлеба наиболее содержательных по функциональным составляющим ингредиентов. К ним отнесены хлопья на основе тритикале, ферментированные хлопья амаранта, соевая дезодорированная мука, пектин из сахарной свеклы, очищенный Na-ЭДТА, биологически активная добавка «Свекла», мука из цельносмолотого зерна люпина, мука из соевых проростков.
Разработан способ производства хлеба диетического с добавлением зерновых хлопьев тритикале. Проведен подбор оптимальных параметров обработки хлопьев раствором ферментного препарата глюкоаваморин ПОх. Разработан способ получения ферментированных хлопьев амаранта. Оптимизирована рецептура хлеба. Установлена взаимосвязь между изменением физических свойств теста и массовой доли глутатиона в нем.
Предложена технология производства новой полифункциональной биологически активной добавки (БАД) «Свекла» из высушенного гидролизованно-го свекольного пюре. Исследовано влияние БАД на предварительную активацию прессованных дрожжей. Выявлено положительное влияние новой биологически активной добавки на хлебопекарные свойства тритикалевой муки, структурно-механические свойства теста и качество хлеба, а также на потребительские свойства хлеба, сроки сохранения свежести. Исследовано влияние высококачественного свекловичного пектина на качество хлеба на основе муки тритикалевой обдирной и муки пшеничной 1-го сорта
Оптимизирована рецептура кекса с добавлением муки из цельносмолотого зерна люпина и кураги. Предложена рецептура печенья на основе тритикалевой, овсяной муки и муки из соевых проростков. Исследованы адгезионные свойства сдобного теста, показатели качества печенья в процессе хранения. Методом математического моделирования спроектирована рецептура бисквита повышенной пищевой ценности.
Практическая ценность работы.
выявлены сорта тритикале, обеспечивающие наилучшие хлебопекарные свойства тритикалевой муки;
установлены оптимальные режимы сушки зерна тритикале в барабанной зерносушилке;
разработаны рецептуры и технологии хлебобулочных и мучных кондитер-
ских изделий с применением тритикалевой хлебопекарной муки, позволяющие повысить пищевую и биологаческую ценность продукции, улучшить показатели ее качества, расширить ассортимент изделий лечебно-профилактического действия.
Разработан и утвержден в установленном порядке пакет нормативной документации на следующие виды продукции:
хлеб Степной (РЦ, ТИ, ТУ 9113-002-00492894-2004);
хлеб Воскресеновский (РЦ, ТИ, ТУ 9113-003-00492894-2009);
хлеб Зареченский - (РЦ, ТИ, ТУ 9113-004-00492894-2009);
хлеб «Амарантовый» - (РЦ, ТИ, ТУ 9113-005-0049894-2009) -хлеб Таловский Свекольный (РЦ, ТИ, ТУ 9113-006-00492894-2009); -хлеб Таловский с пектином (РЦ, ТИ, ТУ 9113-001-00668591-2004);
кекс «С курагой» (РЦ, ТИ, ТУ 9113-007-00492894-2009);
печенье «Полезное» (РЦ, ТИ, ТУ 9113-008-00492894-2009);
бисквит «Новый» (РЦ, ТИ 9113-009-00492894-2010, ОСТ 10-060-95). Реализация результатов работы:
- разработан способ производства зернового хлеба (патент РФ №
2167529);
- разработан способ производства хлеба с ферментированными хлопьями
амаранта (патент РФ № 2305941).
Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных рецептур и технологий обогащенных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий подтверждена их промышленной апробацией.
Проведены пробные выпечки хлеба Воскресеновского, хлеба Заречен-ского, хлеба «Амарантового» в условиях ООО «Эко-хлеб» г. Воронежа (акты производственных испытаний от 30.06.2009 г.).
Хлеб Степной, хлеб Таловский с пектином, хлеб Таловский Свекольный, кекс «С курагой», печенье «Полезное» апробированы на ОАО «Хлебозавод №7» г. Воронежа(акты производственных испытаний от 14.07.2009 г.).
Мука тритикалевая хлебопекарная по разработанным ТУ 9293-001-00492894-2002, хлеб Степной (ТУ 9113-002-00492894-2004) вырабатываются на таких предприятиях Российской Федерации, как ОАО «Приморский» с. Се-мибалки Азовского района Ростовской области, ОАО «Казаньзернопродукт» г. Казань, ОАО «Риат-Энерго» г. Иваново.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на многочисленных международных и межрегиональных конференциях. Разработки экспонировались на межрегиональных научно-технических выставках, были отмечены дипломами и медалями.
Научные положения, выносимые на защиту
-
Результаты исследований хлебопекарных свойств тритикалевой муки из зерна разных сортов.
-
Математическая модель сушки зерна тритикале в барабанной сушилке.
-
Новый способ приготовления жидкой закваски.
-
Новые способы производства хлеба функционального назначения.
-
Новые рецептуры мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности.
6. Экономическая оценка новых рецептур хлеба, кекса, печенья, бисквита
Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ, в том числе
монография, 36 статей в ведущих реферируемых изданиях, 23 тезисов докладов, 22 статьи, 2 патента РФ, 3 технических условия, 2 изменения к техническим условиям.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части из 4 глав, списка использованной литературы, приложений. Список использованной литературы включает 436 источников российских и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 341 страницах основного текста, включает 87 рисунков и 109 таблиц. Приложения содержат нормативную документацию на новые хлебобулочные и мучные кондитерские изделия, акты производственных испытаний и проверок, патенты, дипломы выставок.
Результаты диссертационной работы являются обобщением научных исследований, проведенных в период с 1992 по 2010 г. лично автором, а также при непосредственном участии автора в качестве ответственного исполнителя госбюджетных НИР и гранта Российского Гуманитарного научного фонда (проект № 07-02-00368а).
Хтптческий состав зерна и муки тритикале
Пшенично-ржаной гибрид с 56 хромосомами был также создан в 1889 г. генетиком А. Римпау в Шланштедте (Германия). Однако октоплоид-ная природа этого гибрида не была известна его создателю. Она была раскрыта лишь в 1935 г. в статье М. Линдшау и Е. Элера, причем последнему и принадлежит термин тритикале [381]. С этого времени интерес к тритикале, сочетающим достоинства пшешщы и ржи, и в нашей стране и за рубежом неуклонно растет.
У истоков исследования пшенично-ржаных гибридов стоят работы итальянсюїх селекционеров (Signa, Strampelli, 1906). Стрампелли скрестил сорт мягкой пшешщы Rietti с рожью. В течение ряда лет гибриды пшеницы с рожью изучали Австрии (Tschermak, 1910), в Аргенпше (Backhouse, 1916), в США (Leighty, 1914, McFadden, 1917), во Франции, Швеции, Японии, в Венгрии (1949).
В нашей стране первый гексашюіщньїй пшенично-ржаной амфидипло-ид сентезирован АЛ. Державиным в 1932 г. Успехов в создании тритикале добились такие отечественные исследователи, как И.М. Садыков (1945), А.И. Иванов (1958), В.Н. Мамонтова (1960), Г.К. Бондаренко (1958), А.Д. Горгид-зе и Э.А. Назарова (1965) и др. [291].
Целенаправленная и многообразная программа по созданию и селекционному использованию октоплоидных тритикале проводилась В.Е. Писаревым (1964). Сшггезированные ученым тритикале отличались исключительно ценными по зимостойкости.
Значительный вклад в теоретические и практические вопросы изучения и селекции тритикале внесли ученые Украинского НИИ растениеводства, селекции и генетики В.Я. Юрьева и прежде всего А.Ф. Шулындина. Наиболее ценными хозяйственными признаками обладали следующие сорта тритикале: Амфиддшлопд 206, Амфцдиплопд 60.
Заслуживают большого внимания в селекции тритикале работы Московского селекционного центра (НПО «Подмосковье»), ДЗНИИСХ, КНИ-ИСХ им. П.П. Лукъяненко, Ставропольский НИИСХ, НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. Были созданы современные сорта тритикале (Немчиновский 1, Тальва 100, Привада, Доктрина 110, Рондо, Каприз и др.), которые наряду с высокой урожайностью (потенциальная ггоодуктивность — 8,0-9,0 т/га и более) отличаются высокой устойчігоостью к болезням, вредителям и другим неблагоприятным факторам внешней среды [383].
Совместными исследованиями Украинского НИИ растениеводства, селекции и генетики В.Я. Юрьева и НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева выведены новые сорта яровых форм тритикале: Укро и др.
В настоящее время изучением, селекцией и возделыванием этой зерновой культуры занимаются более 50 стран таких, как Польша, США, Канада, Франция, Болгария, Румыния, Китай, Англия, Беларусь, и др. Но основным районом культивирования тритикале является Восточная и Центральная Европа, страны лидеры по производству зерна культуры — Германия, Польша и Беларусь.
Тритикале в міфе год от года занимает все большие площади. С момента регистрации в Венгрии в 1969 г. первого сорта тритикале мировая площадь возделывания данной культуры к 2004 г. увеличилась в 20 раз — с 160 до 3196 тыс. га, при этом урожайность за данный период возросла с 1,25 до 5,46 т/га [277]. В Воронежской области урожай зерна тритикале 8,5 т/га превысил на 1,2 т/га урожайность озимой пшешщы Волгоградская 84. Рекордный урожай зерна — 9,4 т/га зарегистрирован на Новоалександровском сортоучастке Ставропольского края [220,277].
В работах ЛІС Сечняк и Ю.Г. Сулима (1984) отмечается, что менее чем за сто лет пшенично-ржаной амфидшшоид из ботанического курьеза превратился в практически ценную зерно-кормовую культуру [291]. 1.2 Ботанические особенности тритикале. Хозяйственно-бошіогичесїше характеросшкп современных соритов тритикале
Тритикале относится к ботаническому семейству Poaceae Barnhart (мятликовые), которое включает несколько ее видов [35,149,291]. Различают озимые и яровые формы тритикале. Признаки пшенично-ржаных гибридов первого поколения носят промежуточный характер и определяются комбинацией родительских форм пшеницы и ржи, реже проявляется гетерозис либо доминированне по тому или иному признаку [291].
У тритикале корневая система растений мочковатая, сильно развитая: Она представлена первичной корневой системой, развивающейся из зародыша, и вторичной, которая формируется їв узлов кущения. Основная масса корневой системы сосредоточена на глубине 15-25 см. В зависимости от условий произрастания корни тритикале могут проникать на глубину 1,5-2,5 м и более [271, 383]. На рост и развитие корневой системы тритикале существенное влияние оказывают такие факторы, как температура, влажность почвы, наличие в почве питательных веществ, в особенности азота и фосфора.
Стебель у тріггикале — полая соломина щипщдрической формы [383]. По высоте соломины растения тритикале занимают промежуточное положение между родительскими видами. Если в родословной сортов тритикале использовалась короткостебельная рожь с доминантным геном карликовости НІ, то высота стебля будет не выше отцовского компонента. Высота стебля тритикале также варьирует в зависимости от погодных и климатических условий [162]. Толщина соломины тритикале в отдельных случаях больше, чем у родителей. Прочность стебля колеблется в очень широких пределах — от прочной до слабой. Стебель по всей длине разделен узлами. У ряда сортов тритикале наблюдается опушение соломины под колосом. Отсутствие или наличие признака опушения целиком зависит от генотипа родительской формы ржи [54].
Схема проведения исследований
Каприз — высоко пластичный сорт, высокий урожай формирует как по пару, так по непаровым предшественникам. Внесение удобрений в норме Nigo Pioo повысило урожайность сорта с 7,78 до 9,71 т/га (предшественник — пар, 2002 г.)- В полевых условиях не поражается ржавчинами, мучнистой росой, головней, бактериозами; слабо восприимчив к снежной плесени, септо-риозу и фузариозу колосьев и вирусной пятнистости листьев. Имеет высокую устойчивость к корневым гнилям. Не требует пестицидного прикрытия посевов от болезней.
Сорт Каприз имеет зерно примерно одинаковое по качеству с сортом ТИ 17 (белок в зерне 14-15 %, клейковина до 30 %). Пригоден для использования в комбикормовом производстве, спиртовой промышленности, в хлебопечении. Электрофоретическая формула глиадина 6.3м.?. 1.1.?.
По пару норма высева составляет 4 млн./га, по непаровым предшественникам - в зависимости от уровня плодородия предшественника и наличия влаги — 4,5-5,5 млн. Максимальный урожай зерна формирует при посеве в середине оптимальных для конкретной зоны сроков. Способ уборки может быть любым, хотя предпочтительнее прямое комбайнирование [136].
В ходе лабораторных исследований изучались показатели качества зерна сортов озимой тритикале, выращенных с использованием регуляторов роста. Качество зерна озимой тритикале оценивали по комплексу показателей в соответствии с требованиями ТУ 8 РФ 11-114, по методикам, принятым в Российской Федерации [37,120,334,355].
Отбор проб для проведения лабораторных анализов осуществлялся по ГОСТ 13586.3-83 «Зерно. Правила приемки и методы отбора проб» [69]. Натуру оценивали на микропурке (250 см3) с падающим грузом по ГОСТ 10840-64 «Зерно. Методы определения натуры» [64]. Масса 1000 зерен определялась в пересчете на сухое вещество по ГОСТ 10842-89 «Зерно зерновых и бобовых культур и семена масличных культур. Метод определения массы 1000 зерен или 1000 семян» [65].
В соответствии с ГОСТ 10987-76 «Зерно. Методы определения стекло-видности» общую стекловидность определяли с использованием диафаноскопа ДСЗ-2М [68].
При определении влажности использовали воздушно-тепловой метод по ГОСТ 13586.5-93 «Зерно. Метод определения влажности» [70]. Массовую долю крахмала определяли с помощью поляриметра в соответствии с ГОСТ 10845-76 «Зерно. Метод определения крахмала». При расчетах использовался переводной коэффициент, равный 1,892 (среднее значение переводных коэффициентов для пшеницы и ржи) [37].
Анализ содержания белка осуществляли по ГОСТ 10846-91 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка». При пересчете содержания азота на белок использовался коэффициент 5,7 [66]. Содержание крахмала и белка устанавливали в пересчете на сухое вещество.
Определение количества и качества клейковины проводили согласно ГОСТ 13586.1-68 «Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице» [37].
Экспериментальные исследования проводились в соответствии с поставленными задачами в условиях селекционной станціш ГНУ НИИСХ ЦЧП имени В. В. Докучаева, на кафедрах технологии хранения, переработки и стандартизации с.-х. продующи, биохимии и микробиологии, неорганической химии, лабораторгаг массовых анализов Воронежского государственного аграрного университета (ВГАУ), лаборатории технологической и биохимической оценки зерна НИИ с/х ЦЧП имени В.В. Докучаева, кафедрах технологии хранения и переработки зерна, микробиологии и биохимии, машины и аппараты пищевых производств Воронежской государственной технологической академии (ВГТА), в условиях производственного цеха и лаборатории ОАО «Хлебозавод № 7» г. Воронежа, ООО «Эко-хлеб» г.Воронежа, аккредитованном испытательном центре пищевых продуктов, продовольственного сырья, кормов, почв, агрохимнкатов государственного центра агрохимической службы ФГУ ГЦ АС «Воронежский» г. Воронежа.
Объектом исследований были зерно тритикале различных сортов, предоставленное селекционной станцией НИИСХЦЧП имени BJB. Докучаева, сырье, мучные полуфабрикаты и изделия, выработанные согласно разработанных рецептур. Проблемно-концептуальная схема исследований представлена на рисунке 2.1.
Размол зерна осуществлялся на лабораторной автоматической мельнице МЛУ-202 с пневматической подачей продуктов помола в условиях лаборатории технологической и биохимической оценки зерна НИИ с/х ЦЧП имени В.В. Докучаева. Мельшгчная установка фирмы Бюллер имеет три драных и три размольных системы. Муку отбирают с шести отдельных потоков. Крупные отруби выделяют как сход с трех драных систем, мелкие отруби — как сход с трех размольных систем [34].
Мельница имеет два рассева, снабженные проволочными и тканевыми мучными ситами. Эта схема помола вполне удовлетворительна для большинства сортов пшеницы, атакже тритикале и позволяет извлекать 68-70 % муки и выше.
Подготовка тритикале к помолу производилась в соответствии с «Правилами организации и ведения технологического процесса на мельницах». Количество воды для разных образцов добавляется в зависимости от влажности и типа зерна. После основной замочки зерно тритикале должно иметь влажность 14,5-15,0 %. Отлежившше зерна длится 16-20 ч. Затем его дополнительно увлажняют на 0,3-0,5 % и после 30-минутного отволаживания образец поступает в помол [34].
Определение показателей безопасности зерна тритикале
В хлебе из тонкодиспергированного зерна пшеницы по сравнению с хлебом из пшеничной муки первого сорта отмечено большее содержание следующих веществ: белка — в 2,5—3 раза, кальция, магния и фосфора — в 2 раза, железа—в 3 раза, тиамина и рибофлавина—в 2 раза, яиацина—в 3 раза [13].
Богатый балластныш! веществами хлеб из цельного зерна является стимулятором деятельности желудочно-кишечного тракта и способствует выводу из оргашвма токсичных веществ. Составные компоненты пищевых волокон - клетчатка, гешщеллюлоза, пектин и др. Они относятся к балластным веществам, которые обязательно должны быть включены в рацион питания человека. Недостаток этих веществ в оргашоме человека вызывает ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, желчекаменную болезнь. Пищевые волокна улучшают процесс тппцеварения, нормализуют холестериновый обмен, восстанавливают функцию печени, адсорбируют и выводят из организма токсины, ионы тяжелых металлов.
Наиболее распространенными способами подготовки зерна для получения на его основе хлеба из цельного зерна являются: гидротермическая обработка (теплой водой, паром); воздействие физических факторов (измельчение, экструдирование, плющение) и биохимическая обработка (проращива-ние зерна, замачивание с дрожжами и молочнокислыми бактериями).
Известен способ производства зернового хлеба, включающий замочку зерна в течение 24-48 ч при температуре 20-25 С до получения ростка, в 1 мм, его измельчение, замес теста путем перемешивания полученного зернового материала, воды и соли, брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку [231].
По традиционной технологии разработан способ производства диетического хлеба, выбранный в качестве прототипа, предусматривающий промывку зерна пшеницы в воде, плющение на гладких вальцах при зазоре между вальцами 0,1-0,9 мм, после чего хлопья замачивают перемешиванием с водой при температуре 86 С, а полученную смесь охлаждают до 35—38 С; затем вводят суспензию дрожжей в подученную смесь и перед приготовлением опары выдерживают в течение 2 ч при температуре 30—32 С, вносят муку, при этом соотношение зерновых хлопьев и муки составляет 30:70-60:40. Опара выбраживается один час, после чего замешивают тесто с введением всех рецептурных компонентов и опары, тесто выбраживают, разделывают, расстаивают и выпекают при температуре 230-250 С [231].
Недостатками перечисленных способов являются значительная длительность процессов подготовки зерновых компонентов для производства хлеба, большие затраты энергии на пропаряванне и расход электроэнергии на перемешивашіе. Кроме того, по способу, принятому за прототип, из-за слабой биохимической обработки зерна недостаточно накапштваются моно- и дисахариды, что не способствует высокой бродильной аганвности дршкжей при выбраживашм теста
Разработка способа производства хлеба диетического с добавлением зерновых хлопьев (ржи и тритикале) решает задачу интенсификации и повышения экономичности процесса производства диетического хлеба. Это достигается тем, что перед плющением зерно замачивают с водой с растворенным ферментным препаратом глюкоамилазы при температуре смеси 60-65 С в течение 20-30 мин [319].
Для уточнения оптимальных значений параметров была поставлена серия опытов. На тшзаннын процесс ферментации влияют следующие факторы: количество воды для обработки хлопьев раствором ферментного препарата; температура воды; длительность обработки; дозировка ферментного препарата. В результате проведен подбор оптимальных параметров обработки хлопьев раствором ферментного препарата глюкоамилазы для гидролитического расщепления (гидролиза) нпзкомолекулярного углеводного комплекса — декстринов с целью накопления редуцирующих Сахаров.
Дозировка промышленного ферментного препарата глюкоаваморина Г10х составляет 1,5—2 ед. глюкоа&шлазной активности на 1 г крахмала зерновых хлопьев (ед. ГлА).
Термообработка горячей водой (до температуры смеси 60-65 С) с за мачиванием зерна в течение 20-30 мин способствует разрыхлению структу ры зерна, повышению его гигроскопичности, при этом за счет диффузионно осмотических сил и капиллярного всасывания молекулы воды проникают внутрь зерновки, ослабляя связь между макромолекулами крахмала и снижая прочность зерновки. В результате активизируются биохимические процессы, / что приводит к тепловой клейстеризации крахмальных зерен, приобретению необходимой пластичности для проведения процесса плющения. Кроме того, происходящий процесс биохимической клейстеризации крахмала способствует его повышенной атакуемости ферментом глюкоами-лазой при дальнейшей обработке. На следующем затем этапе плющения зер-на происходит механическая деформация структуры и дополнительная деструкция крахмальных макромолекул.
При последующей обработке зерновых хлопьев водой до достижения температуры смеси 62-65 С с растворенным ферментным препаратом глюкоамилазы при проведеюш ферментации в течение 40—50 мин происходит гидролитическое расщепление (гидролиз) низкомолекулярных углеводов с образованием значительного коліиестваредущїрующих
Оптимизация рецептуры хлеба диетического «Амарантовый»
Результаты исследования показали, что качество изделий в течение рассмотренного периода времени существенно не изменилось. Сроки хранения сдобного печенья с массовой долей жира 10-20 % при соблюдении установленных режимов при температуре 12-23 С и относительной влажности воздуха не более 75 % не более 30 сут, печенья с массовой долей жира более 20 % (в данном случае 24 %) — 15 сут [235]. Таким, образом, результаты исследований констатируют хорошее качество печенья на протяжении 4-х недель хранения.
По результатам научных исследований были проведены выпечки печенья. Образцы демонстрировались на выставке в Экспоцентре ВГАУ «Агробизнес Черноземья», проводившейся с 28 февраля по 2 марта 2003 г., и отмечены дипломом (приложение В).
Основой разнообразного ассортимента тортов и пирожных является бисквитный полуфабрикат. Сырьем для него является пшеничная мука, крахмал, сахар-песок, меланж и эссенция. Помимо этого в бисквит можно добавлять в зависимости от рецептур какао-порошок, сливочное масло, молоко, манную крупу, орехи и другие компоненты. Вырабатываемый бисквитный полуфабрикат должен соответствовать требованиям ОСТ 10-060-95 [235].
Бисквит должен иметь легкую, пышную, эластичную структуру мякиша; при легком надавливании — сжиматься, при снятии усилия легко восстанавливать структуру. Корочка хорошо выпеченного бисквита тонкая, гладкая, местами бугорчатая, цвет — золотисто-желтый с коричневым оттенком. Пористость мякиша должна быть равномерной, без пустот. Цвет, вкус и аромат — соответствующие данному изделию, без постороннего привкуса и запаха Влажность бисквита—25 ±3 %, содержание сахара—43 ±2,5 %.
Тритикалевую муку вносили в количестве 50, 75, 80, 90 и 100 % к общему расходу муки. Из литературных источников [145] известно, что для производства бисквитного полуфабриката оптимальной дозировкой тритика-левой сеяной муки является 60 % к массе пшеничной муки. В нашем случае использовалась мука обдирная, полученная из перспективного сорта озимого тритикале Рондо, показатели качества которой позволили повысить дозировку муки из зерна тритикале до 90,0 %, что дало возможность получить бисквит с характерной структурой и внешним видом. Лишь цвет мякиша (чуть с сероватым оттенком) говорит об использовании тритикалевой обдирной муки. По остальным показателям качества и внешнему виду полученное изделие не уступает пшеничному бисквиту, даже превосходит его.
Так как задачей настоящей работы является получение бисквита с повышенной питательной и биологической ценностью, то оптимальной дозировкой для дальнейших исследовании с целью оптимизации соотношения рецептурных компонентов была выбрана 90,0 %-ная замена пшеничной муки на муку из зерна тритикале. В этой связи рекомендуется следующая исходная рецептура, в % к массе муки: мука пшеничная в/с — 10,00; мука тритикалевая обдирная — 90,00; крахмал — 24,71; сахар-песок — 123,57; меланж — 205,96; эс-сенция —1,24.
При выборе и обосновании рецептуры был интересен как сам факт получения бисквита из нетрадиционного сырья с повышенной пищевой ценностью, так и возможность достижения в нем высоких качественных показателей. Для исследования взаимодействия различных рецептурных компонентов, влияющих на качество бисквита, было применено математическое планирование эксперимента (полный факторный эксперимент 24) [76]. В данном случае было принято центральное композиционное рототабельное униформ-планирование.
Основными факторами, вшідаощими на качество бисквита, были выбраны: Xi — дозировка крахмала, % к общей массе муки; Х2 — дозировка са- хара-песка, % к массе муки; Х3 — дозировка меланжа, % к массе муки; Х4 -гфодолжительность сбивания массы, мин.
Все эти факторы совместимы и некоррелированы между собой. Пределы их изменения приведены в таблице 5.17. Таблица 5.17—Пределы изменения факторов
Критерием оценки влияния различных количеств рецептурных компо-нентов на качество готового продукта выбраны: У і —комплексный показатель качества, характеризующий совокупность свойств и внешний вид бисквита, баллы; У2 — высота бисквита; см. Программа исследования была заложена в матрицу планирования эксперимента (таблица 5.18).
При обработке экспериментальных данных применяли программу Re-gres, разработанную в Воронежской государственной технологической академии, а также учитывали следующие статистические критерии: Кохрена — проверка однородности дисперсий; Стьюдента — значимость коэффициентов уравнений регрессіш; Фишера— адекватность уравнений. В результате статистической; обработки получены нелинейные уравнения регрессии описывающие данный процесс:
