Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор литературы 10
1.1 Жиры и вещества, сопутствующие жирам, как незаменимые факторы питания 10
1.1.1 Качество питания. Проблемы и пути решения 10
1.1.2 Современные представления о физиологической роли БАВ липидной природы 15
1.1.3 Краткая характеристика и пищевые источники БАВ липидной природы 22
1.2 Хлебобулочные изделия – перспективные продукты для обогащения 30
1.2.1 Роль хлебобулочных изделий в питании 30
1.2.2 Анализ основных направлений расширения ассортимента хлебобулочных изделий на современном этапе 34
1.3 Обоснование выбора природных источников БАВ липидной природы для производства хлебобулочных изделий 41
1.3.1 Плоды облепихи как источник БАВ липидной природы 41
1.3.2 Растительные масла нового поколения как источник БАВ 55
1.4 Цель и задачи исследования 64
Глава 2 Постановка эксперимента и выбор объектов и методов исследований 67
2.1 Основные этапы работы 67
2.2 Объекты исследований 69
2.3 Методы исследований 70
ГЛАВА 3 Выбор и исследование бав липидной природы из вторичных продуктов переработки облепихи 81
3.1 Обоснование выбора сорта облепихи при получении обогащающей добавки для производства хлебобулочных изделий 81
3.2 Изучение химического состава вторичных продуктов переработки облепихи 90
3.3 Исследование стойкости вторичных продуктов переработки облепихи к термическому воздействию 100
ГЛАВА 4 Разработка и товароведная оценка хлебобулочных изделий, обогащенных бав липидной природы из вторичных продуктов переработки облепихи 104
4.1 Влияние вторичных продуктов переработки облепихи на хлебопекарные свойства пшеничной муки 104
4.2 Влияние вторичных продуктов переработки облепихи на жизнедеятельность дрожжей и скорость технологического процесса 113
4.3 Обоснование оптимального количества вторичных продуктов переработки облепихи для обогащения хлебобулочных изделий 121
4.4 Изучение качества разработанных хлебобулочных изделий с вторичными продуктами переработки облепихи 148
4.5 Изучение качества разработанных хлебобулочных изделий в процессе хранения 154
4.6 Влияние вторичных продуктов переработки облепихи на развитие картофельной болезни хлеба 165
4.7 Пищевая ценность хлебобулочных изделий, обогащенных вторичными продуктами переработки облепихи 167
Глава 5 Разработка и товароведная оценка хлебобулочных изделий, обогащенных бав липидной природы из растительных масел нового поколения 175
5.1 Изучение химического состава и показателей качества растительных масел нового поколения 175
5.2 Исследование стойкости растительных масел нового поколения к термическому окислению 178
5.3 Влияние растительных масел нового поколения на формирование потребительских свойств и процесс черствения хлебобулочных изделий 185
5.4 Содержание БАВ липидной природы в хлебобулочных изделиях с
растительными маслами нового поколения 190
Основные выводы 192
Список сокращений 194
Список литературы 195
Приложения 225
- Анализ основных направлений расширения ассортимента хлебобулочных изделий на современном этапе
- Обоснование выбора сорта облепихи при получении обогащающей добавки для производства хлебобулочных изделий
- Влияние вторичных продуктов переработки облепихи на жизнедеятельность дрожжей и скорость технологического процесса
- Изучение химического состава и показателей качества растительных масел нового поколения
Введение к работе
з
Актуальность темы исследования. В XXI веке концепция здорового питания является неотъемлемой частью решения проблем продовольственной безопасности. Значительный вклад в развитие теоретических и практических основ производства функциональных пищевых продуктов внесли ученые А.А. Покровский, В.А. Тутельян, А.А. Кочеткова, А.П. Нечаев, Л.Н. Шатнюк, Р.Д. Поландова, Л.И. Пучкова, Т.Б. Цыганова, G. Mazza, J. Shi и др. Среди незаменимых факторов питания немаловажную роль играют жиры и вещества, сопутствующие жирам. Кроме полиненасыщенных жирных кислот семейств -3 и -6 и токоферолов, к ним относят фосфолипиды, фитостерины, ретинолы, токотриенолы, каротиноиды и др. Основными источниками этих веществ являются природные пищевые жиры.
Хлебобулочные изделия как продукты, употребляемые ежедневно, могут служить источником биологически активных веществ (БАВ) липидной природы, так как содержание «скрытых» жиров в них в зависимости от рецептуры может достигать 14%. При этом частота потребления хлебобулочных изделий в сутки в 4 раза выше, чем пищевых жиров.
Исходя из вышеизложенного, актуальна разработка хлебобулочных изделий, обогащенных БАВ липидной природы, источниками которых могут служить как растительные масла нового поколения, так и вторичные продукты переработки растительного сырья с высоким содержанием жиров, что позволит расширить ассортимент продуктов функционального назначения и будет способствовать улучшению здоровья населения России.
Цель и задачи исследований. Цель работы - разработать и провести товароведную оценку качества хлебобулочных изделий, обогащенных БАВ липидной природы. Для достижения поставленной цели были определены и решались следующие задачи:
исследовать химический состав продуктов переработки растительного сырья для установления содержания БАВ липидной природы;
изучить влияние БАВ липидной природы на стойкость продуктов переработки растительного сырья к термическому воздействию;
определить влияние вторичных продуктов переработки облепихи - порошка из кожицы и мякоти (ПОкм) и порошка из семян (ПОс), на хлебопекарные свойства пшеничной муки;
оптимизировать количество вторичных продуктов переработки облепихи в хлебобулочных изделиях с учетом формирования потребительских свойств и с использованием методов математического моделирования;
изучить влияние вторичных продуктов переработки облепихи ПОкм и ПОс на потребительские свойства хлебобулочных изделий и их изменение в процессе хранения;
установить влияние замены традиционных жиров в рецептуре растительными маслами нового поколения - маслом из рисовых отрубей (МРО) и маслом из тыквенных семечек (МТС) на формирование потребительских свойств и процесс черствения хлебобулочных изделий;
определить содержание БАВ липидной природы в разработанных обогащенных хлебобулочных изделиях и обосновать возможность их использования в качестве продуктов функционального назначения;
разработать техническую документацию на новые виды хлебобулочных изделий с БАВ липидной природы и произвести опытно-промышленную апробацию.
Научная новизна. Впервые теоретически обоснована и экспериментально доказана целесообразность и эффективность использования для обогащения хлебобулочных изделий БАВ липидной природы различных составных частей вторичных продуктов переработки облепихи и растительных масел нового поколения. ПОкм обогащает каротиноидами, витамином Е; ПОс - витамином Е и полиненасыщенными жирными кислотами -3, оптимизируя соотношение -3 и -6; МРО - фитостеролами и токоферолами; МТС - токоферолами.
На основе комплексного подхода, учитывающего формирование потребительских свойств хлебобулочных изделий с высоким содержанием БАВ липидной природы, предложены варианты решений: использование ПОс в
сочетании с картофельными хлопьями в рецептурах булочных изделий и ПОкм - в рецептурах сдобных изделий.
Выявлены закономерности изменения удельного объема и пористости хлебобулочных изделий в зависимости от количества вносимых вторичных продуктов переработки облепихи. Метод множественной регрессии и полученные модели плоскостей позволили оптимизировать количество обогащающих добавок в различных рецептурах булочных изделий.
В хлебобулочных изделиях с БАВ липидной природы замедляются процессы черствения вследствие:
преобладания в порошках из вторичных продуктов переработки облепихи гидроколлоидов, осмотически и адсорбционно-связывающих воду, что подтверждено дифференциально-термическим анализом форм связи воды;
значительного содержания в нерафинированном тыквенном масле фосфолипидов, в рисовом масле - фитостеролов, которые, образуя в тесте комплексы с белками и крахмалом, обеспечивают более полную гидратацию этих полимеров муки.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
работа выполнена в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы на 2009-2013 гг.» шифр 7. 6156. 2011 «Разработка инновационных технологий в области пищевой инженерии и биокаталитических технологий пищевых продуктов и продукции общественного питания функционального и специализированного назначения как одно из основных направлений социально-экономической политики в сфере обеспечения продовольственной безопасности»; отдельные аспекты работы явились составной частью научных исследований Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.»;
разработаны рецептуры, технические условия и технологические инструкции на булочные изделия из пшеничной муки общего назначения: с ПОкм; с ПОс и картофельными хлопьями; с МРО; с МТС;
получен патент на изобретение «Способ производства хлебобулочных изделий» №2488272 дата приоритета 02.03.2012, опубликовано 27.07.2013 бюл. №21;
по разработанным рецептурам и технологическим инструкциям проведена выработка опытных партий хлебобулочных изделий с порошками из вторичных продуктов переработки облепихи, с МРО и МТС на ЗАО «Охтинское», г. Санкт-Петербург.
Положения, выносимые на защиту:
результаты исследования ПОкм и ПОс, растительных масел нового поколения как источника БАВ липидной природы;
результаты исследования стойкости к термическому воздействию растительных масел нового поколения;
математические модели оптимизации количества вторичных продуктов переработки облепихи в рецептурах хлебобулочных изделий;
результаты экспериментальных исследований потребительских свойств обогащенных хлебобулочных изделий с ПОкм и ПОс и их изменение в процессе хранения;
результаты исследований замены подсолнечного масла растительными маслами нового поколения на формирование качества хлебобулочных изделий с БАВ липидной природы и их изменение в процессе хранения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг» (Киров, 2009, 2011, 2012 гг.), «Актуальные проблемы таможенного дела: информационный подход» (Санкт-Петербург, 2010 г), «Современный мир: проблемы глобализации» (Санкт-Петербург, 2013 г), «Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства» (Челябинск, 2010, 2011, 2012 гг), «Актуальные проблемы качества в процессе производства и обращения товаров и услуг» (Ростов-на-Дону, 2011 г), «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» (Москва, 2011 г), «Современная
торговля: теория, практика. Перспективы развития» (Москва, 2012 г),
«Современное хлебопекарное производство: перспективы развития»
(Екатеринбург, 2012 г), «Актуальные проблемы обеспечения качества и
конкурентоспособности товаров и услуг в условиях глобализации» (Караганда,
2012 г), «Актуальные проблемы качества и безопасности потребительских
товаров» (Орел, 2012, 2013 гг), «Здоровое питание с рождения: медицина,
образование, пищевые технологии» (Санкт-Петербург, 2012 г),
«Биокаталитические технологии возобновляемых ресурсов в интересах рационального природопользования» (Кемерово, 2012 г), «Пищевые ингредиенты и инновационные технологии в производстве продуктов здорового питания» (Санкт-Петербург, 2013 г).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы
опубликованы в 24 печатных работах, из них: 5 публикаций в периодических изданиях, рекомендованных ВАК, 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Диссертационная работа изложена на 224 страницах печатного текста, включает 41 рисунок и 46 таблиц. Список литературы включает 271 источник российских и зарубежных авторов.
Анализ основных направлений расширения ассортимента хлебобулочных изделий на современном этапе
В последние годы изменяется структура ассортимента хлебобулочных изделий. Производство хлеба из пшеничной муки 1-го сорта сокращается, из пшеничной муки 2-го сорта, содержащего большее количество полезных нутриентов, практически прекращена и составляет лишь 2,6% в общем объеме производства. Усиливающаяся в последние годы тенденция использования для производства хлебобулочных изделий пшеничной муки высшего сорта приводит к обеднению готовой продукции пищевыми волокнами, витаминами и минеральными элементами и др. Следовательно, чтобы хлеб служил достаточным источником эссенци-альных ингредиентов, он должен быть ими обогащен [2, 21, 46, 57, 69, 125, 140, 142, 161, 170, 178].
Выработка хлеба специальных сортов для профилактических целей в стране по существу не организована, не выполняются и государственные задания по этому вопросу. В структуре ассортимента хлебобулочных изделий диетические сорта составляют всего 0,53% общего потребления хлеба [171, 174].
Доктриной продовольственной безопасности РФ поставлена задача – «наращивать производство новых обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов» для формирования здорового питания [42, 101]. В 52 субъектах Российской Федерации были утверждены программы «Здоровое питание», «Здоровое питание – здоровье нации», «Здоровье нации – основа процветания России», «Здоровье через хлеб» и другие.
В настоящее время на потребительском рынке России ассортимент обогащенных хлебобулочных изделий представлен двумя группами: 1) обогащенными витаминно-минеральными комплексами (ВМК); 2) обогащенными зерном и продуктами его переработки [97].
С целью реализации программы по обогащению хлебобулочных изделий ВМК на предприятиях хлебопекарной промышленности НИИ питания РАМН совместно с ЗАО «Класъ» были разработаны Методические рекомендации МР 2.3.2.2571-10 [88]. Во многих регионах РФ стал осуществляться выпуск хлебобулочных изделий, обогащенных отечественными ВМК типа «Витэн», «Комивит», «Элевит», «Валетек», «Флагман» и другие [88, 96]. ВМК представляют собой сухие порошкообразные смеси витаминов группы В (В1, В2, В3 (пантотеновая кислота), В6, В9 (фолиевая кислота), РР), минеральных (либо органических) солей железа, цинка, йода, кальция и др., а также наполнителей (носителей). ВМК в зависимости от вида наполнителя и солей бывают водорастворимыми и нерастворимыми в воде. За основу берется традиционная рецептура хлебобулочных изделий, например, батон нарезной, хлеб пшеничный, хлеб горчичный и др., в которые до 36
бавляют ВМК. При этом хлебобулочные изделия не должны изменять органолеп-тические показатели, характерные для традиционного изделия [88, 122, 135]. Но при таком способе обогащения восполняются только потерянные при помоле зерна витамины и минеральные вещества, обогащение же другими БАВ не предусмотрено.
Другой способ обогащения хлебобулочных изделий эссенциальными мик-ронутриентами – это использование зерна и продуктов его переработки (отрубей, цельного пророщенного зерна, многозерновых смесей). Ассортимент таких изделий постоянно расширяется в связи с тем, что хлебопекарные предприятия используют готовые смеси, поставляемые крупными специализированными предприятиями, например, концерн «Ирэкс». В состав многозерновых смесей входят, кроме зерновых (ржи, кукурузы, овса, ячменя и др.), масличные, например, семена подсолнечника, кунжута, льна, а также семена тыквы [96]. Эти компоненты, содержащие довольно много липидов, могут служить источником БАВ липидной природы. При этом необходимо учитывать, что БАВ липидной природы, содержащие в необработанных семенах, усваиваются неполностью, так как частично находятся в связанном состоянии.
Согласно современным взглядам науки о питании ассортимент хлебобулочных изделий должен быть расширен в результате выпуска изделий повышенной пищевой ценности, обладающих лечебно-профилактическими свойствами. Целесообразно сбалансирование химического состава хлеба, обогащение его не только полноценными белками, витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами, но и другими биологически активными веществами. Ученые России ведут поиск нетрадиционного для хлебопечения сырья, которое можно использовать в качестве обогащающих добавок как источник БАВ для хлебобулочных изделий. Такие изделия экспериментально разработаны, научно обоснованы, но практически не получили широкого внедрения в производство и отсутствуют в розничной торговой сети. В зависимости от источника получения обогащающие добавки можно разделить на три группы: растительного, животного и микробного происхождения. Самая большая из них – добавки растительного происхождения, среди которых можно выделить подгруппы добавок, полученных из зерновых, бобовых, масличных, овощных, плодово-ягодных культур и прочего растительного сырья (семян, корней или зеленых частей растений, водорослей, лекарственных и пряных трав и др.) [4, 6, 21, 32-34, 39, 46, 47, 65, 73, 94, 100, 125, 136,142, 147, 148, 152, 164, 166].
В последние годы стали уделять внимание культурам, ранее не использованным в хлебопекарной промышленности. В работе [149] доказана целесообразность использования продуктов переработки гречихи в хлебобулочных изделиях. Из зернобобовых культур активно используют соевую муку и изолят [4, 86, 105], муку из семян нута, люпина, фасоли [5, 112]. Мука из масличных культур крайне редко используется в хлебопечении. Однако появились работы, доказывающие возможность использования льняной муки с низким содержанием жира для производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий [67,146].
Перспективным видом нетрадиционного сырья для производства новых сортов обогащенных хлебобулочных изделий являются овощные порошки. Установлено, что тыквенный, свекловичный и морковный сухие порошки способствуют оптимизации процесса брожения, улучшают структуру мякиша и сохраняют свежесть изделий [100, 148, 166]. Кроме того, были разработаны и внедрены рецептуры изделий с порошком из паприки [33], томатов [65], топинамбура [33].
Большой интерес представляет использование вторичного плодово-ягодного сырья.
Плодовые и ягодные культуры являются ценными источниками cахаров, полисахаридов, пектинов, органических кислот, минеральных веществ, витаминов и витаминоподобных веществ, а также БАВ. При этом нутриенты находятся в плодах и ягодах в оптимальных соотношениях и легкоусвояемой форме. В связи с такими особенностями плоды и ягоды в свежем или переработанном виде могут служить ценным функциональным сырьем для хлебопекарного производства [95, 114, 164, 175].
В ассортименте потребляемого промышленностью фруктового сырья ведущее место принадлежит яблокам, на долю которых приходится около 70% всех перерабатываемых плодов и ягод. Одним из перспективных направлений переработки продуктов из яблок (кожуры или выжимок) является их применение при производстве кондитерских и хлебопекарных изделий [152] .
Широкое распространение получили порошки из плодов черники, брусники, хурмы, клюквы, рябины, шиповника [6, 100], виноградных семян и кожицы виноградных выжимок [137], барбариса [32], плодов или косточек мушмулы [34], ягод и/или семян ежевики, плодов или косточек боярышника, шиповника [39, 50, 164].
Актуальной является разработка рецептур хлебобулочных изделий функционального назначения с добавлением растительного сырья, которое распространено в определенном регионе и широко используется в пищевой промышленности.
Обоснование выбора сорта облепихи при получении обогащающей добавки для производства хлебобулочных изделий
Плоды облепихи содержат много липидов сложного компонентного состава, отличаются морфологическим и химическим полиморфизмом, и наиболее подвержены изменчивости содержание витамина С и титруемая кислотность. При подборе сорта облепихи для получения обогащающей добавки необходимо учитывать не только содержание БАВ липидной природы, но и влияние его химического состава на хлебопекарные свойства пшеничной муки и формирование качества хлебобулочных изделий. В связи с этим для получения обогащающих добавок из вторичных продуктов переработки были использованы три ботанических сорта облепихи крушиновидной - «Оранжевая», «Витаминная» и «Великан», выращенные в условиях Северо-Запада. Были определены основные показатели, характеризующие товарное качество облепихи согласно ГОСТ 29-75 «Облепиха свежая дикорастущая», который распространяется на плоды облепихи для промышленной переработки. Кроме того, были изучены показатели, оказывающие наибольшее влияние на хлебопекарные свойства муки и качество хлебобулочных изделий.
Товарное качество плодов облепихи разных ботанических сортов определяли по органолептическим и физико-химическим показателям. Результаты исследований представлены в таблице 3.1.
Плоды облепихи выбранных ботанических сортов значительно отличались по органолептическим, физико-химическим показателям и содержанию витамина С. При этом массовая доля липидов колебались незначительно. Лучшими органолептическими показателями характеризовался ботанический сорт «Великан». Плоды этого сорта отличались крупностью: масса плодов была больше в 1,3 и 1,6 раза по сравнению с массой плодов сортов «Оранжевая» и «Витаминная», соответственно. Они были гармоничного сладковато-кислого вкуса, что связано с присутствием Сахаров в большем количестве, чем в других сортах. При этом массовая доля титруемых кислот в плодах этого сорта была выше, чем в сорте «Витаминная», и самое низкое содержание витамина С. Плоды облепихи сортов «Оранжевая» и «Витаминная» были более кислые на вкус из-за большего содержания органических кислот и меньшего Сахаров. Но для производства хлебобулочных изделий важное значение имеет содержание витамина С во вносимых добавках, который оказывает укрепляющее действие на клейковину пшеничной муки [8]. Наибольшее содержание витамина С было выявлено у плодов облепихи сорта «Оранжевая».
Получение вторичных продуктов переработки облепихи - порошков из кожицы и мякоти облепихи (ПОкм) - осуществляли на дезинтеграторе, с последующим высушиванием пюреобразной массы при температуре 55-60oC, рекомендованной Л.В. Терещук для продуктов переработки облепихи [150] с целью сохранения термолабильных БАВ (аскорбиновой кислоты, каротиноидов, биофлаво-ноидов и др.). После сушки полученный продукт измельчали на шаровой мельнице до размера частиц 10-15 мкм. Хранили порошки в бумажных пакетах при относительной влажности воздуха 65-75% и температуре от +2 до +20С.
Результаты исследования физико-химических показателей ПОкм из разных ботанических сортов облепихи приведены на рисунке 3.1.
В полученной обогащающей добавке ПОкм значительно увеличилась массовая доля витамина С за счет его высокого содержания в кожице плодов и повышения концентрации сухих веществ. Полученные порошки ПОкм разных ботанических сортов отличались содержанием витамина С и массовой долей кислот в том же соотношении, что и свежие плоды. Самое высокое содержание витамина С и значение титруемой кислотности было у ПОкм сорта «Оранжевая». Содержание липидов практически не менялось в порошках в зависимости от используемого сорта и составляло: 24,6%, 23,9% и 22,2% для сортов «Оранжевая», «Витаминная» и «Великан», соответственно.
ПОкм разных сортов облепихи отличались по значениям влагоудерживаю-щей способности, которые составили 390, 375 и 200% для ПОкм сортов «Оранжевая», «Витаминная» и «Великан» соответственно. Влагоудерживающая способность обогащающих добавок имеет важное значение для производства хлебобулочных изделий, так как с помощью неё можно рассчитать количество воды для замеса теста.
Химический состав облепихи предполагает наличие у нее антиоксидантных свойств. В связи с высоким содержанием липидов в порошках были исследованы антиоксидантные свойства водных и спиртовых экстрактов ПОкм разных сортов. Результаты исследований представлены на рис. 3.2.
Рисунок 3.2 - Сравнительная оценка антиоксидантной активности водных и спиртовых экстрактов ПОкм разных ботанических сортов В спиртовой экстракт частично переходят БАВ липидной природы, обладающие антиоксидантной активностью (АОА). Как видно из полученных данных, наибольшей АОА обладают спиртовые растворы ПОкм сорта «Оранжевая» (29,85 мг рутина/г порошка), что свидетельствует о более высоком содержании в них БАВ липидной природы. Водные экстракты ПОкм разных сортов, несмотря на значительные колебания в содержании витамина С, имели приблизительно одинаковую АОА - от 16,87 мг рутина/г порошка для ПОкм сорта «Великан» до 17,74 мг рутина/г порошка для ПОкм сорта «Оранжевая».
Сложность использования вторичных продуктов переработки облепихи в производстве хлебобулочных изделий заключается в высоком содержании в них витамина С. Известно [8, 52, 112, 130], что витамин С (аскорбиновая кислота) является улучшителем окислительного действия, укрепляющим клейковину пшеничной муки в дозировке 0,001-0,003%.
Анализируя полученные данные, можно прогнозировать, что введение одинаковых концентраций ПОкм разных сортов в тесто будет по-разному влиять на его свойства.
В связи с вышеизложенным были изучены хлебопекарные свойства пшеничной муки общего назначения М55-23 и влияние различного количества обогащающих добавок на количество и качество сырой клейковины, как одного из важных показателей хлебопекарных достоинств пшеничной муки.
Характеристика показателей качества и хлебопекарных достоинств пшеничной муки общего назначения М55-23 ТМ «Горница» приведена в таблице 3.2.
Исследуемая пшеничная мука соответствовала, как по зольности, так и по количеству сырой клейковины муке общего назначения М55-23. И хотя качество клейковины соответствовало первой группе, мука имела невысокую газообразующую способность.
Влияние ПОкм на «силу» муки оценивали по изменению упругости и растяжимости клейковины. Количество ПОкм в пшеничной муке варьировали с шагом 0,25% путем замены соответствующего количества муки на ПОкм (рис.3.3).
Влияние вторичных продуктов переработки облепихи на жизнедеятельность дрожжей и скорость технологического процесса
Основная технологическая роль хлебопекарных дрожжей заключается в разрыхлении теста. Для дрожжей характерно последовательное потребление и сбраживание углеводов муки. Первыми усваиваются сахара, которые обеспечивают максимальную скорость роста: сахароза, глюкоза, фруктоза.
От азотного обмена зависит построение компонентов клетки дрожжей и образование в готовом продукте ароматических веществ. Азотсодержащие вещества потребляются клеткой в процессе брожения и роста. В качестве источников азота дрожжи используют аммиак, соли аммония, мочевину, аминокислоты, амиды, пептиды, пуриновые и пиримидиновые основания. При этом аминокислоты нужны клетке, так как используются для синтеза других аминокислот и белков клетки [70].
Для нормальной жизнедеятельности дрожжи потребляют также вещества липидной природы: насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, глицерин, стерины. Кроме того при брожении дрожжевым клеткам необходимы минеральные вещества, которые играют структурную роль и используются для ферментативных реакций. Дрожжам особенно необходимы: фосфор, сера, магний, кобальт, цинк, марганец, кальций. Магний стимулирует действие практически всех важнейших ферментов клетки. Калий оказывает значительное влияние на биосинтез, ферментативную активность и сохранность дрожжей [66, 70, 124].
Наиболее важными стимуляторами роста дрожжей являются биотин (В7), пантотеновая кислота (В3) и инозит (В8). Недостаток в витаминах, особенно биотина, вызывает снижение активности размножения клеток. Недостаток инозита может привести к плохой расстойке теста, пиридоксина - к снижению зимазной и мальтазной активности [61, 124].
ПОкм и ПОс содержат вещества, необходимые для питания дрожжей, такие как моно- и дисахариды, жирные кислоты и стерины, витамины, макро- и микроэлементы (в частности калий, серу, фосфор). Поэтому они могут быть использованы как добавки, стимулирующие процесс брожения в хлебобулочных изделиях.
Технологические свойства дрожжей характеризуются величиной подъемной силы, то есть скоростью подъема теста. В соответствии с ГОСТ Р 54731-2011 подъемная сила доброкачественных дрожжей в день выработки не должна превышать 50 мин для высшего сорта и 60 мин для первого.
Для определения влияния порошков из вторичных продуктов переработки облепихи на подъемную силу дрожжей было проведено исследование, результаты которого представлены в табл. 4.4.
Исследуемые хлебопекарные дрожжи были приобретены в розничной торговой сети. Поскольку установленный производителем срок годности дрожжей составляет 30 суток, значения подъемной силы не соответствовали требуемым на день выработки.
Из табл. 4.4 видно, что внесение в тесто ПОкм и ПОс оказывает влияние на подъемную силу дрожжей, увеличивая скорость подъема теста на 3 и 7 мин при введении 3% ПОкм и 5% ПОс сорта «Оранжевая» и ПОс ООО «Престиж», соответственно.
При изучении динамики газообразующей способности образцов муки было установлено, что внесение ПОкм в количестве 2% и ПОс в количестве 5% наиболее целесообразно для интенсификации процесса газообразования. В связи с этим для исследования процесса роста и размножения дрожжевых клеток было выбрано именно это количество порошков.
Динамика изменения числа дрожжевых клеток при брожении теста исследуемых образцов представлена на рис. 4.5. На рис. 4.6 представлены фотографии образцов – контрольного, образца с добавлением 2% ПОкм и образца с добавлением 5% ПОс ООО «Престиж» – сразу после замеса и в конце брожения теста.
Через 30 минут после начала замеса в образцах теста с добавлением порошков количество дрожжевых клеток увеличилось по сравнению с контрольным образцом на 41,5 %, 44,8 % и 49,9 %, соответственно для ПОкм, ПОс сорта «Оранжевая» и ПОс ООО «Престиж». Наиболее интенсивное размножение дрожжевых клеток для образцов с внесением обогащающих добавок наблюдалось в период 60-120 мин, тогда как для контрольного образца интенсификация процесса началась только после 2 часов брожения. При этом динамика процесса роста и размножения дрожжевых клеток для образцов с внесением обогащающих добавок сохранилась до конца процесса брожения. Прирост количества клеток составил 274,6% для образца с ПОс ООО «Престиж», 244,5% для образца с ПОс сорта «Оранжевая» и 220,5% для образца с ПОкм по сравнению с контрольным образцом, в котором прирост составил 104%.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что замена части пшеничной муки на ПОкм и ПОс оказывает положительное влияние на процесс роста и размножения дрожжевых клеток.
В процессе брожения происходит увеличение кислотности теста, вызванное накоплением продуктов, имеющих кислую реакцию. Изменение кислотности пшеничного теста во время его брожения имеет большое значение, т. к. процессы набухания и пептизации белковых веществ ускоряются при повышении его кислотности. Вкус и аромат хлеба в значительной степени обусловлены накоплением в тесте кислот и продуктов их взаимодействия с некоторыми другими составными веществами теста. Поэтому конечная кислотность теста принимается за один из показателей его готовности, а кислотность хлеба является одним из показателей его качества [8, 70, 130].
Кислотность в тесте определяли в начале брожения, через 120 мин и в конце брожения, продолжительность которого составляла 150 мин. Полученные результаты представлены на рис. 4.7. Следует отметить, что начальная кислотность теста с внесением ПОс сорта «Оранжевая» и ПОс ООО «Престиж» не отличалась, поскольку порошки из семян характеризовались практически одинаковыми значениями титруемой кислотности.
Изучение химического состава и показателей качества растительных масел нового поколения
В работе были исследованы образцы рафинированного масла из рисовых отрубей (МРО) марки Basso, изготовитель «Basso Fedele & Figli S. R. L.» (Италия) и нерафинированного масла из тыквенных семечек (МТС) марки Pelzmann, изготовитель «Эльмюле Пельцман» (Австрия). В качестве контрольного образца использовали рафинированное дезодорированное подсолнечное масло торговой марки «Слобода» (Россия).
Как известно [205, 221, 230], благодаря наличию в МРО и МТС БАВ липид-ной природы, они обладают различными полезными свойствами, поэтому на данном этапе работы интерес представляло изучение показателей качества и содержания БАВ в этих маслах. Результаты исследования представлены в табл. 5.1 и 5.2.
Сырьевую принадлежность исследуемых образцов определяли по физическим показателям: показателю преломления, плотности и вязкости, - определяемым при температуре 20С.
По физическим показателям МРО соответствовал установленным нормам для рисового масла. Из таблицы 4.1 видно, что МРО содержал значительное количество токоферолов, при этом -токоферол (витамин Е), обладающий наибольшей биологической активностью, составлял почти 30% от суммы токоферолов, а а-токоферол, характеризующийся наибольшей антиоксидантной активностью, -почти 41%. Кроме того, в МРО была значительной доля стероидных компонентов, в число которых входят фитостеролы, обладающие гипохолестеринемической активностью [154], 4-метилстеролы и тритерпеновые спирты, оказывающие противовоспалительное действие [212]. Наличие стероидных компонентов позволяет судить о щадящем режиме рафинации масла. Стеролы относятся к биологически активным соединениям, и их сохранение, так же как и токоферолов, является важнейшей задачей при рафинации масел, чтобы обеспечить поступление в организм человека природных биологически активных соединений [116].
Для МТС показатель преломления должен находиться в пределах 1,4715-1,4745, значение плотности – в интервале 915-925 кг/м3. У исследуемого образца МТС показатель преломления и плотность соответствовали установленным нормам для тыквенного масла, несмотря на то что оно произведено из семян штирий-ской тыквы.
Значение вязкости связано с молекулярной массой масла и количеством ненасыщенных жирных кислот в нем. МРО характеризовался преобладанием олеиновой кислоты в жирнокислотном составе, поэтому его вязкость выше, чем у МТС, которое, в соответствии с ГОСТ 30623-98, относится к маслам с наибольшей массовой долей линолевой кислоты.
МТС по содержанию биологически активных веществ в значительной степени отличалось от МРО. В связи с тем, что МТС получают методом холодного прессования, без использования рафинации, в нем содержатся фосфолипиды и хлорофилл, обусловливающий темно-зеленую окраску масла. Количество токоферолов в МТС в 2 раза превышало их количество в МРО, при этом во фракционном составе токоферолов МТС также преобладал а-токоферол, но его количество было на 13,3% выше, чем в МРО. Вместе с тем, по массовой доле стероидных компонентов МТС уступало МРО, что, по-видимому, связано с присутствием в МРО высокого содержания компонентов у-оризанола.
Содержание в растительных маслах нового поколения ПНЖК определяли газохроматографическим методом. Результаты определения жирнокислотного состава исследуемых масел представлены в табл. 5.3.
Исследуемые растительные масла нового поколения отличались между собой по содержанию отдельных жирных кислот, хотя преобладающими являлись олеиновая и линолевая. В подсолнечном масле преобладала линолевая кислота, и ее содержание было в 1,5 и в 2 раза выше, чем в МТС и в МРО, соответственно. В МРО преобладающей жирной кислотой являлась олеиновая. По сравнению с подсолнечным маслом ее содержание в МРО было выше в 2,3 раза. В МТС олеиновой кислоты содержалось почти столько же, сколько линолевой в МРО.
