Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1 Роль и значение мучных кондитерских изделий в питании человека 8
1.2 Анализ возможности использования нетрадиционных видов сырья в производстве мучных кондитерских изделий 16
1.3 Ассортимент мучных кондитерских изделий, на примере печенья, представленный на рынке г. Екатеринбурга 22
1.4 Агрономические свойства полбы, как нетрадиционного сырья для производства мучных кондитерских изделий 27
Заключение по обзору литературы 31
Глава 2. Организация эксперимента. объекты и методы исследования 32
2.1 Организация эксперимента 32
2.2 Объекты исследования 38
2.3 Методы исследований 39
Глава 3. Разработка рецептур и технологии приготовления сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 43
3.1 Исследование химического состава и пищевой ценности зерна и муки из полбы 43
3.2 Оценка качества песочного теста и сдобного печенья из смеси полбяной и пшеничной муки 3.3 Разработка рецептур сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 64
3.4 Разработка технологии приготовления сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 71
3.5 Оценка потребительских свойств сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 76
3.6 Установление условий и сроков хранения сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 80
3.7 Установление регламентированных показателей качества сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 84
3.8 Разработка рецептуры и товароведная оценка сахарного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком 86
Глава 4. Расчет экономической эффективности производства сдобного печенья с полбяной муки и тыквенным порошком 102
Заключение 105
Список литературы
- Ассортимент мучных кондитерских изделий, на примере печенья, представленный на рынке г. Екатеринбурга
- Объекты исследования
- Разработка рецептур сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком
- Установление условий и сроков хранения сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Приоритетными задачами современного этапа развития российской экономики и общества является продовольственная безопасность РФ и обеспечение населения продуктами питания. Насыщение продовольственного рынка конкурентоспособной продукцией отечественного производства, увеличение доли новых обогащенных, функциональных и диетических продуктов для формирования здорового питания входит в число приоритетных векторов реализации государственной политики в области здорового питания населения на период до 2020 года. В постановлении подчеркнуто, что основные задачи политики здорового питания должны решаться на региональном уровне с учетом специфики и возможностей конкретного субъекта Федерации. Достижение указанных задач осуществимо за счет вовлечения в оборот растительных ресурсов Красноярского края и разработки комплексных технологий их переработки. Это позволит расширить ассортимент региональных пищевых продуктов на основе нетрадиционных видов растений и обеспечить население края продуктами здорового питания. Разработка продукции с применением местных ресурсов признана приоритетной областью исследований, значимой для инновационного развития региона, усиливающей его конкурентные позиции на продовольственном рынке, особенно в условиях решения вопросов импортозамещения.
Необходимо отметить, что в настоящее время фактически применяется не более 30 % суммарного генофонда растительных ресурсов. Остальной объем природного сырья относится к малоизученному и не используется из-за отсутствия систематизированных данных химического состава дикорастущих растений в зависимости от региона произрастания и технологии их переработки. Этим обусловлена актуальность и перспективность вовлечения нетрадиционных видов растительного сырья Красноярского края и продуктов их переработки для производства региональных пищевых продуктов.
Степень ее разработанности. Научными и практическими аспектами исследуемой проблемы занимались многие отечественные ученые. Исследования по созданию новых технологий пищевых продуктов с применением растительного сырья и продуктов их переработки отражены в работах Л.В. Донченко, В.М. Позняковского, Р.Д. Поландовой, Л.И. Пучковой, В.Б. Спиричева, Т.Б. Цыгановой, Л.Н Шатнюк и др. Изучением химического состава дикорастущих растений Сибири занимались такие ученые, как Т.П. Березовская, И.В. Верещагина, М.И. Горяев, В.Г. Минаева, Н.А. Некратова, Г.В. Пермякова, Г.В. Пигулевский, М.Н. Запроменов, А.В. Ткачев, Н.А. Ярцева. Вопросам разработки технологий переработки растительных ресурсов посвящены работы И.Я. Касьянова, Г.И. Молчанова, А.В. Пехова, В.Д. Пономарева, В.И. Ягодина.
Несмотря на широкий интерес к поставленной проблеме, имеются немногочисленные систематизированные данные о составе биологически
активных веществ (БАВ) дикорастущих растений, произрастающих на территории Красноярского края. Вопросы, связанные с комплексной переработкой нетрадиционных видов растительного сырья и формированием качества продуктов питания на их основе, недостаточно проработаны и требуют дальнейшего изучения. Актуально и практическое применение местных нетрадиционных растений в производстве продуктов питания, в том числе мучных кондитерских изделий.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является комплексное изучение нетрадиционных видов дикорастущего растительного сырья Красноярского края с целью возможности его переработки и дальнейшего использования в производстве мучных кондитерских изделий.
Для реализации цели поставлены следующие задачи:
-
Обосновать выбор нетрадиционных видов дикорастущего сырья и провести товароведную оценку с целью разработки технической документации и дальнейшего его использования в производстве мучных кондитерских изделиях.
-
Изучить влияние географического и биологического факторов на количественный и качественный состав биологически активных, в том числе минорных компонентов полыни Сиверса (Artemisia sieversiana Willd.), тимьяна ползучего (Thymus serpyllum L.), пиона уклоняющегося (Paeonia anomala L.) и пектина древесной зелени сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.).
-
Установить технологические параметры процесса экстракции БАВ и выявить их влияние на формирование качества и выход продуктов переработки нетрадиционных видов растительного сырья.
4.Определить оптимальный режим получения максимального выхода продуктов переработки (эфирных масел, углекислотных и водно-спиртовых экстрактов, пектина) и содержащихся в них БАВ на основании формализованной модели технологического процесса.
5. На основе полученных ранее данных разработать комплексные
технологии переработки исследуемого дикорастущего сырья.
6. Дать товароведную оценку продуктов переработки нетрадиционного
сырья (эфирных масел, углекислотных и водно-спиртовых экстрактов, пектина,
шротов). Проанализировать конкурентоспособность пектина древесной зелени
сосны обыкновенной.
7. Определить дозировку, способы введения эфирных масел,
углекислотных и водно-спиртовых экстрактов изучаемых растений в
сливочный крем и возможность замены ими традиционных
вкусоароматических добавок.
-
Изучить антиоксидантные и антимикробные свойства полученных эфирных масел, углекислотных, водно-спиртовых экстрактов.
-
Установить влияние пектина древесной зелени сосны обыкновенной на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели качества сдобного изделия и срок годности.
10. Изучить влияние полученных шротов на органолептические, физико-
химические и структурно-механические показатели бисквитного полуфабриката.
11. Разработать рецептуры и технологии приготовления мучных
кондитерских изделий с полученными продуктами переработки, определить
пищевую ценность и сроки годности.
12.Разработать комплект технической документации на сырье, продукты переработки растительного сырья и мучные кондитерские изделия и апробировать разработанные технологии в промышленных условиях.
Научная концепция.
В основу решения проблемы вовлечения нетрадиционных растений в производство мучных кондитерских изделий положен модульный подход к формированию качества готовой продукции на этапах:
- изучения факторов, формирующих качественный и количественный состав
БАВ, в том числе минорных компонентов нетрадиционных видов растительного
сырья Красноярского края;
установления оптимальных режимов и параметров технологии, формирующих качество продуктов переработки исследуемого сырья;
- рационального подбора ингредиентного состава рецептур, формирующего
качество и свойства мучных кондитерских изделий;
- разработки технической документации и ее корректировка в период
апробации в промышленных условиях.
Научная новизна.
1. Отсутствие запрещенных для пищевых целей веществ в исследуемом сырье
и наличие достаточного количества БАВ (вкусоароматических, полифенольных
веществ, витаминов, жирных кислот, углеводов и др., а также минорных
компонентов (флавоноидов, танинов, лимонена, хлорофилл а и b и др.) стало
обоснованием возможности и целесообразности его применения в производстве
пищевых продуктов, в частности мучных кондитерских изделий.
2. Выявлены факторы, формирующие качество растительного сырья в
процессе вегетации (географические, биологические), и установлено их влияние
на индивидуальный состав.
З.На основании формализованной модели определены оптимальные параметры процесса переработки для максимального выхода продуктов с заданными свойствами и составом, обусловленным содержанием следующих БАВ:
- вкусоароматических соединений, прохамазулена, витамина Е из полыни
Сиверса при углекислотной экстракции;
суммарных экстрактивных соединений, водорастворимых веществ, хлорофиллов, горечи из полыни Сиверса при водно-спиртовой экстракции;
суммарных экстрактивных веществ, полифенольных соединений из пиона уклоняющегося при водно-спиртовой экстракции;
молекулярной массы, степени этерификации пектина древесной зелени сосны обыкновенной при гидролиз-экстракции.
4. Получены новые данные количественного и качественного состава минорных компонентов продуктов переработки растительного сырья:
- в эфирных маслах полыни Сиверса, тимьяна ползучего - лимонен;
в СОг-экстрактах полыни Сиверса, тимьяна ползучего хлорофилл - а и b и лимонен;
в водно-спиртовых экстрактах: полыни Сиверса- хлорофилл а и Ь; тимьяна ползучего - танины, флавоноиды; травы и корней пиона уклоняющегося -полифенольные соединения.
-
На основании оценки конкурентоспособности показано преимущество пектина древесной зелени сосны обыкновенной, полученного в процессе переработки сырья, по сравнению с традиционными, и широко используемыми в пищевой промышленности (импортные яблочный, цитрусовый).
-
Выявлены антиоксидантные и антимикробные свойства эфирных масел, углекислотных и водно-спиртовых экстрактов из исследуемого растительного сырья, полученных по предложенной технологии, выступающие основанием эффективного их применения в технологии отделочных полуфабрикатов.
-
Доказана возможность использования шротов, полученных в результате комплексной переработки исследуемых растений, в качестве функционального ингредиента в рецептурах бисквитного полуфабриката за счет высокого содержания пищевых волокон, в том числе пектина.
-
Установлена целесообразность применения пектина древесной зелени сосны обыкновенной в качестве функционального ингредиента в рецептуре кекса на дрожжевой основе, регулирующего его структурно-механические показатели и срок годности.
-
Установлены дозировки продуктов переработки исследуемого сырья, используемых в качестве рецептурных ингредиентов в составе мучных кондитерских изделий на основании комплексной оценки качества.
Теоретическая и практическая значимость исследований.
Результаты исследований представляют собой анализ, обобщение и систематизацию знаний о составе и свойствах местных нетрадиционных дикорастущих растений: полыни Сиверса, тимьяна ползучего, пиона уклоняющегося и пектина древесной зелени сосны обыкновенной. Количественный и качественный состав исследуемого сырья и продуктов переработки позволяет рекомендовать их к использованию при разработке новых видов других однородных групп продуктов.
Новизна технологических решений подтверждена патентами РФ: № 2135552 «Комплексная переработка пряно-ароматического сырья», № 2364409 «Способ переработки древесной зелени сосны обыкновенной». На производство нетрадиционных видов сырья, продуктов их переработки, мучных кондитерских изделий разработана техническая документация: ТУ 9169-012-02067876-2013 пектин древесной зелени сосны обыкновенной, ТУ 9373-013-02067876-2013 трава полыни Сиверса, ТУ 9169-014-02067876-2013 масло полыни Сиверса гидродистилляционное, ТУ 9169-015-02067876-2013 масло тимьяна ползучего гидродистилляционное, ТУ 9169-016-02067876-2013 масло пиона уклоняющегося гидродистилляционное, ТУ 9169-017-02067876-2013 водно-спиртовый экстракт полыни Сиверса, ТУ 9169-018-02067876-2013 водно-спиртовый экстракт тимьяна ползучего, ТУ 9169-019-02067876-2013 водно-спиртовый экстракт корней пиона уклоняющегося, ТУ 9169-020-02067876-2013 водно-спиртовый экстракт травы пиона уклоняющегося, ТУ 9169-021-02067876-2013 СОг-экстракт полыни Сиверса,
ТУ 9169-022-02067876-2013 С02-экстракт тимьяна ползучего, ТУ 9146-023-02067876-2013 шрот полыни Сиверса, ТУ 9146-024-02067876-2013 шрот тимьяна ползучего, ТУ 9146-025-02067876-2013 шрот корней пиона уклоняющегося, ТУ 9146-026-02067876-2013 шрот травы пиона уклоняющегося, ТУ 9136-027-02067876-2013 кекс «Бодрость», ТУ 9135-028-02067876-2013 пирожные с водно-спиртовыми экстрактами, ТУ 9134-029-02067876-2013 бисквит со шротом. Продукты переработки растений и мучные кондитерские изделия прошли апробацию и внедрены на предприятиях г.Красноярска ООО «Эковит», ОАО «Красноярский хлеб», ООО «КУЛИНАР», ООО «АРТЕЛЬ-кондитеръ», ООО «Смарт», столовая учебно-производственного комплекса ФГАОУ ВПО СФУ, ООО «Лагуна - М».
Результаты исследований используются при проведении лекционных и практических занятий в рамках дисциплин «Современные проблемы науки в производстве продуктов питания», «Функциональные пищевые продукты», а также при выполнении диссертационных работ магистров, обучающихся по магистерской программе «Новые пищевые продукты для рационального и сбалансированного питания» направления 260800.68 «Технология продукции и организация общественного питания» в ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет». Результаты научных исследований включены в авторскую монографию «Комплексная оценка новых видов растительного сырья Красноярского края и целесообразность его использования в производстве функциональных продуктов питания».
Методология и методы исследования.
В основу исследований был положен модульный подход к формированию качества продуктов переработки нетрадиционных видов сырья и мучных кондитерских изделий с их использованием.
Для реализации поставленных задач применялись общепринятые и специальные методы сбора, обработки и анализа информации.
Положения, выносимые на защиту. 1. Возможность и целесообразность применения нетрадиционных видов растений Красноярского края в производстве продуктов питания на примере мучных кондитерских изделий, основанные на результатах товароведной оценки, изучения количественного и качественного состава БАВ, в том числе минорных компонентов.
2.Результаты оптимизации комплексной технологий переработки исследуемого сырья с целью получения максимального выхода продуктов переработки с заданными составом и свойствами.
3. Количественный и индивидуальный состав эфирных масел, углекислотных и водно-спиртовых экстрактов, шротов и пектина, обусловливающий возможность использования их в производстве новых пищевых продуктов, в том числе функциональных.
4.Ингредиентный состав мучных кондитерских изделий с установлением дозировок продуктов переработки и их влияние на потребительские свойства, и сроки годности.
5.Технологии производства сливочного крема, бисквитных полуфабрикатов, кекса на дрожжевой основе, пирожных с использованием полученных эфирных масел,
углекислотных и водно-спиртовых экстрактов, шротов, пектина из нетрадиционных, ранее не используемых видов сырья.
Степень достоверности результатов исследования обеспечивалась базированием на общепринятых выводах фундаментальных и прикладных наук, положения которых нашли применение в работе; согласованием новых положений с уже известными теоретическими положениями товароведения, прикладной математики; метрологическим обеспечением экспериментальных исследований; публикациями основных результатов работы в рецензируемых изданиях.
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследований были доложены на конференциях, симпозиумах и совещаниях различного уровня: «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2000 г.), «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2001г.), «Высокоэффективные биотехнологии нового поколения» (Новосибирск, 2002г.), «Региональные производители: их место на современном рынке товаров и услуг» (Красноярск, 2003 г.), «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения (экологические аспекты)» (Красноярск, 2004г.), «Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства» (Челябинск, 2005г.), «Здоровое питание -основа жизнедеятельности человека» (Красноярск, 2006г.), «Питание и здоровье семьи» (Красноярск, 2007г.), «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2008 г.), «Новые достижения химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2009г.), «Лесной и химический комплексы - проблемы и перспективы» (Красноярск, 2010г.), «Общество, наука и инновации» (Уфа, 2013г.), «Проблемы развития рынка товаров и услуг: перспективы и возможности субъектов РФ» (Красноярск, 2014г.), «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2014г.).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 65 печатных работах, в т.ч. 1 монографии, 16 статьях в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ, 2 патентах.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из 7 глав, в т.ч. введения, аналитического обзора литературы, методологической части, результатов собственных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основное содержание изложено на 345 страницах печатного текста, включает 122 таблицы, 86 рисунков, 505 литературных источников отечественных и зарубежных авторов, 36 приложений.
Ассортимент мучных кондитерских изделий, на примере печенья, представленный на рынке г. Екатеринбурга
Среди основных проблем, стоящих перед человеческим обществом в наше время, одной из самых важных является обеспечение населения земного шара продуктами питания. Питание является важнейшим фактором окружающей среды, который оказывает влияние на человека с момента рождения до последнего дня жизни. Ингредиенты пищевых веществ, поступая в организм с пищей и преобразуясь в ходе сложных биохимических превращений в структурные элементы клеток, обеспечивая их пластическим материалом и энергией, создают необходимую работоспособность, активность, определяют здоровье и способность к воспроизводству. Таким образом, состояние питания является важнейшим фактором, определяющим здоровье нации.
Результаты регулярных массовых обследований, проводимых НИИ питания РАМН и другими медицинскими организациями, подтверждают недостаточное потребление витаминов, минеральных веществ и микроэлементов у большей части детского и взрослого населения России [63]. Как показывает обширный мировой и отечественный опыт, особенно эффективным и экономически выгодным путём обеспеченности населения микронутриентами в общегосударственном масштабе является дополнительное обогащение ими продуктов питания массового потребления до уровня, соответствующего физиологическим потребностям человека. В большинстве стран мира с этой целью обогащают витаминами, макро- и микроэлементами муку, макаронные и хлебобулочные изделия, безалкогольные напитки, молоко и кисломолочные продукты, маргарины, растительные масла.
Кондитерские изделия представляют собой большую группу высококалорийных пищевых продуктов, которые пользуются в России всё большим спросом. Основной недостаток кондитерских изделий заключается в том, что физиологическая ценность этих продуктов невелика. Они служат в основном источником усвояемых углеводов и жиров, содержание микронутриентов и пищевых волокон в них незначительно. Чрезмерное употребление кондитерских изделий нарушает сбалансированность рациона по пищевым веществам и энергетической ценности.
Кондитерские изделия всё чаще используются в ассортиментном перечне школьных завтраков; увеличивается спрос и на кондитерские изделия диетического назначения. Вот почему в настоящее время эти изделия рассматриваются в качестве удобных объектов для обогащения микронутриентами. Обогащения мучных кондитерских изделий можно добиться двумя путями: внесением премиксов-обогатителей (в муку или полуфабрикаты) и использованием другого сырья, более сбалансированного по своему составу. Достоинством второго способа является то, что вносимые нутриенты находятся в естественном, сбалансированном состоянии. НИИ питания РАМН совместно с ВНИИ кондитерской промышленности разработали технологии обогащения витаминами, минеральными веществами и бета-каротином различных групп кондитерских изделий (мучных, сахарных, сбивных). Новые виды обогащенных кондитерских изделий внедрены на ряде отечественных предприятий кондитерской промышленности.
Спрос на кондитерские изделия диетического и профилактического назначения постоянно увеличивается, следовательно, существует необходимость создания новых видов продукции с заданными свойствами, улучшенным химическим составом, пониженной энергетической ценностью. Технологические особенности производства мучных кондитерских изделий задают физические свойства вносимых добавок и их количество. Наиболее возможна, с этой точки зрения, замена пшеничной муки другим видом муки. Важным условием является и химический состав вносимой добавки [136].
Мучные кондитерские изделия обладают высокой калорийностью и усвояемостью, отличаются привлекательным внешним видом и приятным вкусом. Высокая пищевая ценность мучных кондитерских изделий объясняется высоким содержанием усвояемых углеводов, жиров и белков. Благодаря низкой массовой доли влаги большинство изделий представляют собой ценный пищевой концентрат с длительным сроком хранения.
При производстве мучных кондитерских изделий вместе с мукой и сахаром используют такие высокалорийные и питательные продукты, как сливочное масло или кулинарный жир, яцепродукты, молочные продукты, что обуславливает высокую пищевую ценность этих изделий.
В связи с увеличением числа людей, страдающих ожирением (в том числе детей), необходимо снижать калорийность рационов за счет уменьшения в них сахара, т.к. потребление данного продукта превышает физиологические нормы у большинства населения. Поэтому на кондитерские изделия (в основном, высокоуглеводные) данная тенденция распространяется первоочередно.
Пищевая ценность мучных кондитерских изделий определяется содержанием в них пищевых веществ: белков, незаменимых аминокислот, минеральных веществ, витаминов, энергетической ценностью, способностью усваиваться организмом человека.
Химический состав мучных и кондитерских изделий приведен в таблицах 1 и 2.
Необходимым источником удовлетворения в углеводах взрослого человека являются мучные кондитерские изделия, которые в своем составе содержат усвояемые (крахмал, сахара, гликоген, декстрины), неусвояемые углеводы (целлюлоза, маннан, инулин, гумми-вещества и слизи, гемицеллюлоза).
Объекты исследования
Объектами исследования являлись: - мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, производитель ОАО «Казаньзернопродукт», республика Татарстан, г. Казань по ГОСТ Р 52189-2003; - полбяная мука, производитель ООО «Партнер», республика Татарстан, поселок Кукмор, выработанная по ТУ 9293-014-89751414-11; - тыквенный порошок, выработанный из тыквы сорта «Витаминная» по ТУ 9164-001-00493497-2005 - опытные образцы мучных кондитерских изделий с заменой части пшеничной муки на полбяную в соотношении: 90:10; 80:20; 70:30; 60:40; 50:50.
Для следующей серии экспериментов в качестве контроля был выбран образец сдобного печенья с соотношением пшеничной и полбяной муки 80:20. В работе использовались следующие варианты образцов: Вариант 1. Сдобное печенье из смеси муки пшеничной и полбяной, в соотношении 80:20, с введением в рецептуру 3% тыквенного порошка взамен 3% сахара, входящего в рецептуру; Вариант 2. Сдобное печенье из смеси муки пшеничной и полбяной, в соотношении 80:20, с введением в рецептуру 4% тыквенного порошка взамен 4% сахара, входящего в рецептуру. Вариант 3. Сдобное печенье из смеси муки пшеничной и полбяной, в соотношении 80:20, с введением в рецептуру 5% тыквенного порошка взамен 5% сахара, входящего в рецептуру. Вариант 4. Сдобное печенье из смеси муки пшеничной и полбяной, в соотношении 80:20, с введением в рецептуру 6% тыквенного порошка взамен 6% сахара, входящего в рецептуру. В качестве базовой была взята рецептура песочного полуфабриката для сдобного печенья. 2.3 Методы исследования Для изучения органолептических и физико- химических показателей качества сдобного печенья использовали современные методы анализа. Показатели качества пшеничной и полбяной муки определяли в соответствии с методиками, изложенными в следующей нормативной -документации: - определение цвета, вкуса, запаха и хруста по ГОСТ 27558-87 [126]; - определение массовой доли влаги в муке по ГОСТ 9404-88 [122]; - определение металломагнитной примеси в муке по ГОСТ 20239-74 [129]; - определение зольности муки по ГОСТ 27494-87 [125]; - определение крупности помола по ГОСТ 27560-87 [124]; - определение кислотного числа жира по ГОСТ Р 52466-2005 [112]; - определение зараженности и загрязненности вредителями по ГОСТ 27559-87 [123]; - определение количества и качества сырой клейковины по ГОСТ 27839-20Щ128]; - определение содержания белка по ГОСТ 10846-91 [111]; - определение содержание крахмала поляриметрическим методом [113]; - определение аминокислотного состава белков методом ионообменной хроматографии[55]; - определение линейных размеров размолотых частиц методом оптической микроскопии [97] Влажность теста проверяли методом термического высушивания навески на приборе АПС-2.
В тесте для всех образцов проверяли реологические свойства - упругие и пластичные деформации. Определение производили на приборе «Структурометр» на режиме №1. Данный режим позволяет определить общую, упругую и пластичную деформацию разнообразных пищевых продуктов, используя различные насадки и параметры измерения. Принцип работы прибора «Структурометр» основан на сжатии исследуемого образца продукта с заданной скоростью перемещения столика V. При достижении значения F0, после соприкосновения индикатора с поверхностью образца, начинается отсчёт перемещения столика. Как только усилие нагружения достигнет конечного значения F, столик движется вниз, при этом фиксируется глубина погружения идентора Hi. При обратном достижении усилия F0 определяется деформация Н2. При завершении эксперимента на индикатор выводятся значения Hi- общая деформация, мм, Н2- пластическая деформация, мм. Упругую деформацию Н3 можно получить через разность между Ній Н2. На экран монитора компьютера выводится график динамики изменения усилия F.
В готовом печенье определяли структурно-механические свойства -прочность при изгибе и резанье. Для определения использовали режим прибора «Структурометр» №2 «Определение реологических характеристик хрупких твёрдых продуктов при изгибе и резании». Этот режим позволяет исследовать прочностные свойства, жёсткость твёрдых и хрупких продуктов, определяя усилие среза или излома. Подготовленный образец продукта помещается на специальную стойку. При нажатии кнопки «Старт» столик движется вверх с заданной скоростью. При достижении F0 начинается отсчёт перемещения. При обнаружении разрушения образца (по срыву нагрузки) столик начинает двигаться обратно вниз. На индикатор выводится значение усилия, при котором произошло разрушение FP и соответствующее ему перемещение Н - общая деформация при разрушении, мм.
Качество готовых изделий определяли в соответствии с методиками, изложенными в следующей нормативной документации: - определение органолептических показателей качества по ГОСТ 5897- 90 [119]; - определение намокаемости в мучных кондитерских изделиях по ГОСТ Р 10114-80 [114]; - определение щелочности в мучных кондитерских изделиях по ГОСТ Р 5898-87 [116]; - определение сахара в мучных кондитерских изделиях по ГОСТ Р 5903-89 [120]; - содержание жира в мучных кондитерских изделиях по ГОСТ Р 5899-85 [HV]; - определение влажности печенья по ГОСТ Р 5900-73 [115]; - определение массовой доли золы по ГОСТ Р 5901-87 [118]; определение суммарного аминокислотного состава методом ионообменной хромотографии на аминоанализаторе Т 339[72]; - определение содержания пектиновых веществ (водорастворимых и водонерастворимых) по методу Мелица. В основу метода положен гидролиз протопектина в результате длительного кипячения, перевод его и различных пектиновых веществ в водный раствор, превращение их в пектиновую кислоту, осаждение последней в виде кальциевой соли и определение ее количества взвешиванием [72]; - определение содержания клетчатки - методом Геннерберга и Штамана [72].
Разработка рецептур сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком
Так же в зерне полбы содержится в 2,5 раза больше клетчатки, чем в зерне пшеницы. Роль клетчатки в питании велика: она снижает уровень холестерина в крови, стимулирует кишечную перистальтику, выводит из организма канцерогены, усиливает секрецию кишечных желез и придает пище объем, что вызывает ощущение сытости.
Из [10] так же известно содержание полифенолов в зерне полбы. Оно составляет 1120-1300 г/кг, что почти в два раза больше, чем в зерне обычной пшеницы. Феноловые кислоты обладают антимутагенным и антиканцерогенным действием против полициклических ароматических углеводородов, микотоксинов.
На следующем этапе работы этапе работы было произведено исследование качественных показателей муки пшеничной высшего сорта и муки полбяной Волжская. Органолептические и физико-химические показатели качества муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта определяли и сравнивали их с требованиями ГОСТ Р 52189-2003 Мука пшеничная. Общие технические условия [127]. Результаты исследования качества муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта приведены в таблице 3.2.
Показатели качества пшеничной муки высшего сорта Наименование показателя По ГОСТ Р 52189-2003 Результаты исследования Цвет белый или белый с кремовым оттенком белый свойственный пшеничной муке, без свойственный пшеничной Запах посторонних запахов, не затхлый, муке, без посторонних за не плесневый пахов, не затхлый, не свойственный пшеничной муке, без свойственный пшеничной Вкус посторонних привкусов, не муке, без посторонних кислый, не горький привкусов, не кислый, не Содержание минеральной при разжёвывании не должно при разжёвывании хруст не примеси ощущаться хруста ощущался Влажность %, не более 15,0 14,1±0,25 Клейковина сырая: 28,0 28,6±0,30 количество, % не менее Качество не ниже 2-ой группы качества 1-ая группа качества ИДК 57 усл. ед Заражённость и загрязнённость не допускается не обнаружено вредителями Зольность в пересчёте на сухое вещество, %, не 0,55 0,50±0,03 Кислотность, град не нормируется 2,2±0,01
Массовая доля крахмала, % не нормируется 79,9±3,00 Таким образом, исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о том, что мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта соответствовала требованиям ГОСТ Р 52189-2003 и, следовательно, может быть использована в качестве сырьевого компонента для проведения выпечки экспериментальных образцов печенья.
Для получения муки полбяной, аналогичной муке пшеничной 1-го сорта, используется вальцовая мельница «Нагема Мюленбау А46» (Германия) с шестью драными, девятью размольными, двумя сходовыми и одной шлифовочной системами. После драного процесса, включающего шесть систем, извлекается 61% мелкой крупки, 17,1% крупной крупки, 0,9% дунстов, 2% муки, аналогичной муке пшеничной 2-го сорта, 1,37% муки, аналогичной муке пшеничной 1-го сорта, 17,63% отрубей. В результате размола крупок и дунстов, полученных после драного помола, извлекается 70% муки, аналогичной муке пшеничной 1-го сорта, 18,52% муки, аналогичной муке пшеничной 2-го сорта, 2,48% мелкой крупки, 9% отрубей [136].
Установлено, что полбяная мука в своем составе содержит большое количество белков и пищевых волокон. В муке из полбы Волжская отмечается повышенное содержание общего сахара (5,82/100 г), редуцирующих Сахаров (3,02 г/100 г), что указывает на ее высокую сахаробразующую способность (сладкая мука) и высокую активность амилолитического фермента амилазы (ферментативно активная мука), необходимые для нормальной жизнедеятельности хлебопекарных дрожжей (по норме 5-6 г/100 г растворимых углеводов), приготовления высококачественного хлеба, выпечки, сдобы, сохранения их свежести и увеличения сроков хранения[136].
Белки зерновых составляют примерно треть потребляемого человеком белка. Поэтому практический интерес представляют такие вопросы, как содержание белка в зерне и муке, сбалансированность белка по незаменимым аминокислотам [95]. Аминокислотный состав полбяной и пшеничной муки представлен в таблице 3.5.
Следует отметить, что содержание незаменимых аминокислот в полбяной муке составляет 5140 мг/100 г продукта, заменимых - 5264 мг/100 г продукта. Эти показатели выше в 1,55 и 1,60 раз соответсвенно, чем в пшеничной муке. Содержание валина, изолейцина, лейцина, суммы метионин+цистеин приближается к «идеальному» белку; скоры этих аминокислот больше 90 %[136].
Отмечается повышенная концентрация глутаминовой кислоты, нормализующей обмен веществ в организме человека, кроме того придает специфический вкус и запах продукту, аргинина, являющегося донором азота, триптофана, способствующего биосинтезу никотиновой кислоты - витамина РР, низкий уровень метионина, усиливающего обмен жиров в организме, изолейцина, входящего в состав природных белков, пролина - предшественника глутаминовой кислоты и валина - одного из исходных веществ в биосинтезе пантотеновой кислоты - витамина Въ. [136].
В муке полбяной отмечается пониженное содержание спирторастворимой фракции пшеничной клейковины (28,74% глиадина), излишнее употребление которой может оказывать токсическое действие на слизистую оболочку кишечника человека и, как следствие, вызывает появление целиакии (глютеновой болезни), пищевой глютеновой аллергии, аллергического дерматита, аутизма, рака кишечника. Считается, что чем больше водо- и солерастворимых фракций, тем выше питательная ценность белка.
Таким образом, анализ химического и аминокислотного состава показал целесообразность использования полбяной муки сорта Волжская в рецептуре печенья, так как она содержит наибольшее количество пищевых веществ и более сбалансирована по аминокислотному составу, чем пшеничная мука высшего сорта.
Также были изучены изображения размолотых частиц зерна пленчатой полбы сорта Волжский методом микроскопии на оптическом микроскопе OLYMPUS ВХ51 (Япония). Исследования проводились совместно с к.т.н доцентом Юковым В.В. Обработку и анализ полученных оптических изображений проводили с помощью системы автоматизированного анализа изображений SIAMS Photolab, предоставленной компанией SIAMS (Россия, г. Екатеринбург) [97]. Перед анализом линейных размеров частиц проводили предварительную обработку оптических изображений, которая заключалась в выделении частиц на исходном изображении и разделении контактирующих частиц неправильной формы. Контактирующие частицы неправильной формы разделяли с помощью гранулометрического преобразования.
В результате исследований определены функции распределения линейных размеров размолотых частиц с аппроксимацией по методу Гаусса, дисперсия, максимальный, минимальный и средний линейные размеры частиц. Результаты показали, что функция распределения линейных размеров частиц клейковины (рисунок 3.5) и крахмала (рисунок 3.6) подчиняется закону нормального распределения случайных величин Гаусса, а для размеров частиц мелкой крупки полбяной муки, муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта этот известный закон не действует, а определяется законом Максвелла для неоднородных по размеру частиц.
Для исследованных проб полбяной муки, аналогичной 1-му сорту (рисунок 3.2) муки, муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта (рисунок 3.3) и мелкой крупки (рисунок 3.4) средний размер частиц составил 10,55 мкм (микрочастицы), их среднее количество на стеклянной поверхности площадью 1 мкм равно 20-40 шт. При этом максимальный размер (99,1 мкм) имеют частицы полбяной муки, аналогичной 1-му сорту, минимальный размер (43,9 мкм) имеют частицы мелкой крупки
Установление условий и сроков хранения сдобного печенья с полбяной мукой и тыквенным порошком
Одним из наиболее распространенных видов мучных кондитерских изделий является сахарное печенье. В соответствии с ГОСТ Р 53042 - 2008 «Изделия кондитерские и полуфабрикаты кондитерского производства. Термины и определения», к сахарному печенью относят изделие плоской формы, хрупкой, рассыпчатой структуры, с начинкой, без начинки, глазированное, неглазированное, с массовой долей общего сахара не более 27%, массовой долей жира от 2 до 30%, массовой долей влаги не более 10%. Для разработки рецептуры сахарного печенья использовалась мука пшеничная и полбяная. Основой для разработки рецептур послужила рецептура сахарного печенья из пшеничной муки, взятая из сборника рецептур мучных кондитерских и булочных изделий [12].
На первоначальном этапе проводили моделирование базовой рецептуры сахарного печенья. За основу при проведении исследований, была взята рецептура сахарного печенья из пшеничной муки высшего сорта.
Ранее проведенный анализ полбяной муки показал, что для разработки рецептур, целесообразнее использовать одновременно два вида муки: пшеничную и полбяную. Поэтому, на начальном этапе эксперимента, нами были разработаны модели рецептур сахарного печенья с различным процентным содержанием пшеничной и полбяной муки.
Варианты моделей представлены на рисунке 3.21. На следующем этапе эксперимента определяли органолептические и физико-химические показатели качества и реологические свойства сахарного теста. Результаты исследований приведены в таблице 3.24. вание показателя Базовый образец 10 20 30 40 50 белый с желто- ватым белый с оттенком желто- Органолепти- белый с ,слабо ватым светло- светло- тёмно ческие желто- выраже- оттенком коричне корич- корич- корич показатели: ватым ны с корич- вый невый невый невый цвет оттенком коричневые вкрапления невыми вкраплениями 89
Из данных таблицы 3.24 видно, что при замене 10% муки пшеничной высшего сорта на муку полбяную происходило появление вкраплений частичек полбяной муки, имеющих коричневый цвет. Причём по мере увеличения дозировки муки полбяной их количество увеличивалось. При замене 30% муки пшеничной на полбяную цвет теста изменялся от белого с желтоватым оттенком до светло-коричневого. При замене 50% муки пшеничной на муку полбяную менялся на коричневый, а при 60% - на тёмно-коричневый.
При замене 10% и 20% муки пшеничной на муку полбяную не наблюдалось изменение запаха и вкуса теста. При замене 30% происходило появление слабо выраженного орехового вкуса и запаха, который в дальнейшем усиливался с увеличением замены муки пшеничной на муку полбяную, что улучшает органолептические показатели качества.
Влажность теста у базового образца и у образцов с заменой муки пшеничной высшего сорта на полбяную муку (%): 10, 20, 30 ,40 оставалась неизменной и составляла 18,0%. При замене 50% муки пшеничной высшего сорта происходило незначительное увеличение влажности теста на 0,1%. Такую же влажность имело тесто, приготовленное с заменой 60% муки пшеничной на муку полбяную. Это объясняется тем, что связывание влаги происходит медленнее.
Исследование структурно-механических свойств теста и сахарного печенья проводили на приборе «Структурометр» в режимах «Пластические и упругие деформации» и «Хрупкость, прочность при изгибе и резании». Результаты исследований представлены в таблице 3.25. Таблица 3.25- Структурно-механические свойства теста
При увеличении дозировки муки полбяной происходило увеличение пластичной деформации с 3,1125 мм (для образца при замене 10% муки пшеничной на полбяную) до 4,9025 мм (для образца с заменой 60% муки пшеничной на муку полбяную), что объясняется тем, что полбяная мука имеет больший размер частиц чем мука пшеничная высшего сорта. Таким образом, суммарная площадь поверхности ниже и поглощение воды коллоидами муки происходит медленнее, поэтому, тесто приобретает более выраженные пластичные свойства.
Органолептическую оценку выпеченных изделий проводили при помощи дегустационного анализа, на основании балловой шкалы органолептической оценки качества мучных кондитерских изделий (Приложение А) [41]. Органолептическая оценка разработанных модельных образцов сахарного печенья с применением балловой шкалы представлена в таблице 3.26.
Органолептическая оценка изделий показала, что наибольшее количество баллов получили модели № 4 (4,9 баллов), № 5 (4,7 балла), №3 (3,7 балла). Следует отметить, что все изделия имели соответствующую форму, без вздутий, с наличием изделий с шероховатой поверхностью за счет высокого содержания полбяной муки. Изделия с высоким содержанием полбяной муки имели сильно выраженный ореховый вкус и запах. Цвет изделий изменялся от белого с желтоватым оттенком до темно-коричневого.
Далее были изучены физико-химические показатели разработанных моделей сахарного печенья в зависимости от соотношения в смеси полбяной и пшеничной муки (таблица 3.27).
Намокаемость изделий по мере повышения вносимой полбяной муки повышалась. Это связано с тем, что тесто с увеличением замены муки пшеничной высшего сорта на муку полбяную становится более пластичным, что в дальнейшем позволяет получить разрыхленную и хрупкую структуру печенья.
С увеличением дозировки муки полбяной в рецептуре происходило уменьшение влажности печенья. Так, например, влажность модели № 4 понижалась на 1,2%, а модели № 6 - на 2,2% по сравнению с базовой рецептурой. Это объясняется тем, что в момент замеса теста связывание влаги происходит медленнее, следовательно, в момент выпечки свободной влаги в тесте больше и процесс влагоотдачи в пекарную камеру происходит наиболее интенсивно. Щелочность изделий понизилась с 2,0 до 1,7 град. Это связано с высоким содержанием кислотности в полбяной муке. При замесе теста, его щелочные компоненты частично нейтрализуются кислотами, содержащимися в смеси пшеничной и полбяной муки.
Также были исследованы реологические свойства готового печенья на приборе «Структурометр-1». Реологические свойства определялись по усилию разрушения и перемещению разрушения. На рисунке 3.12 представлена диаграмма зависимости усилия разрушения F0,H от дозировки полбяной муки, вносимой в рецептуру печенья.
Из рисунка 3.23 видно, что при увеличении замены пшеничной муки на муку из полбы, усилие разрушения уменьшалось, что объясняется постепенным увеличением хрупкости печенья и снижением его прочности за счет увеличения пластичных свойств теста.. Наиболее хрупким и рассыпчатым являлось печенье с заменой 40%, 50% и 60% пшеничной муки высшего сорта на муку полбяную.
Таким образом, исследование влияния различного соотношения пшеничной и полбяной муки в смеси на качество сахарного печенья позволило сделать положительный вывод о совместном применении данных видов муки в составе сахарного печенья.