Введение к работе
Актуальность работы. Перспективным направлением расширения ассортимента хлебобулочных изделий является производство хлеба из целого зерна, в котором рационально используются все питательные вещества, заложенные в зерно природой. Зерновой хлеб является важнейшим источником витаминов, минеральных веществ, аминокислот, пищевых волокон и других полезных веществ По своей пишевой и биологической ценности этот хлеб превосходит все традиционные сорта хлеба, особенно выпеченного из муки высшего и первого сортов. При" регулярном его употреблении нормализуется обмен -веществ и состав крови, организм очищается от шлаков, канцерогенов и токсичных веществ, улучшается состояние сердечно-сосудистой системы и моторики кишечника.
Разработке и совершенствованию технологий хлеба из целого зерна посвящены труды многих авторов- В.М. Антонова. СИ. Коневой, Н В. Лабутиной, А.Н. Новиковой, Р.Д. 'Поландовой. А.С. Романова, Ю.Ф. Рослякова, Т.В. Саниной, В.Я. Черных, Е.И. Шкапова, В.В. Щербатенко и др.
Однако при производстве хлеба из целого нешелушеного зерна возникает проблема обеспечения микробиологической и экологической безопасности зерна и хлеба на его основе.
Безопасность - это важнейший критерий, характеризующий качество продукции. Она складывается из совокупности показателей, определяемых нормативными документами на конкретный вид продукции и "Гигиеническими требованиями безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов", изложенными в "Санитарных правилах и нормах 2.3.2.1078-01".
Согласно СанПиН в продуктах растительного происхождения обязательному контролю подлежат соли тяжелых металлов, радионуклиды и пестициды, а также микробиологические показатели. Основными загрязнителями зерна пшеницы, как основного сырья для производства зернового хлеба, могут являться вредные примеси, токсичные элементы, микотоксины, радионуклиды, пестициды и некоторые микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.
Проблема микробиологического загрязнения зерна считается глобальной и находится в центре внимания международных организаций (ВОЗ, ФАО, ЮНЕП и др.). Микробиологические показатели позволяют судить о качестве готового хлеба и его безопасности для здоровья человека. Поскольку при производстве зернового хлеба одной из технологических стадий является замачивание зерна, при котором создаются благоприятные условия для развития и размножения посторонней микрофлоры, возникает необходимость снижения контаминации зерна при замачивании.
Повышение безопасности зерна и хлеба на его основе приобретает весьма важное значение в сложившейся экологической обстановке, поскольку многие регионы России являются экологически неблагополучными.
j <^С НАЦИОНАЛЬНАЯ і
| БИБЛИОТЕКА І
!. ля»/
В связи с вышеизложенным, актуальным представляется разработка способов снижения загрязнения зерна и хлеба на его основе микроорганизмами, токсичными и радиоактивными элементами.
Обзор отечественной и зарубежной литературы, патентный поиск показал перспективность и целесообразность проведения исследований в этом направлении.
Диссертационная работа выполнена в рамках научно-технической программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" Минобразования РФ по темам: «Теоретическое обоснование и разработка технологии и оборудования для производства зернового хлеба общего и специального назначения повышенного качества и пищевой ценности» (2000-2002 гг) и "Разработка научных основ повышения качества и безопасности продуктов питания" (2003-2004ГГ.).
Цель и задачи исследований. Цель настоящего исследования заключалась в научном обосновании и практической разработке способов повышения безопасности и качества зернового хлеба за счет использования на стадии замачивания зерна ферментных препаратов и антисептиков различной природы.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
исследование влияния физических, химических методов и средств, а также лекарственно-технического сырья на микробиологическую обсемененность зерна при замачивании; сравнительный анализ их бактерицидного действия и выбор оптимальных способов;
изучение влияния различных технологических параметров на процесс гидролиза полисахаридов зерна под действием целлюлолитических ферментных препаратов, научное обоснование и математическое описание процесса;
исследование влияния ферментных препаратов на степень миграции токсичных и радиоактивных веществ из зерна при замачивании;
исследование влияния ферментных препаратов и лекарственно-технического сырья на свойства теста и потребительские достоинства хлеба из целого зерна;
разработка технической документации, промышленная апробация и внедрение результатов исследований.
Научная новизна. В работе впервые дано научное обоснование использования ферментных препаратов и лекарственно-технического сырья при производстве хлеба из целого нешелушеного зерна пшеницы для повышения безопасности и качества готовой продукции.
Изучено влияние физических и химических методов и средств на микробиологическую обсемененность зерна при замачивании и установлены оптимальные их значения. Установлено высокое бактерицидное действие отваров и настоев лекарственно-технического сырья, как в отдельном виде,
и t>. - *
"*Д *К **'
так и в виде композиций, и выявлена целесообразность их использования при замачивании зерна с дополнительным внесением лимонной кислоты для снижения активности микроорганизмов.
Проведен хроматографический анализ отваров и настоев лекарственно-технического сырья, позволяющий определить переход в них различных групп биологически активных веществ, обладающих бактерицидными свойствами.
Изучен процесс гидролиза некрахмальных полисахаридов клеточных стенок зерна под действием целлюлолитическич ферментных препаратов, определены оптимальные условия его проведения. Произведено математическое описание процесса ферментативного гидролиза
Установлено влияние ферментных препаратов на степень миграции тяжелых металлов и радионуклидов из зерна при замачивании и промывании.
Установлено, что использование на стадии замачивания зерна ферментных препаратов и лекарственно-технического сырья способствует улучшению потребительских свойств хлеба, увеличению сроков сохранения свежести, переваримости хлеба пищеварительными ферментами, повышению микробиологической устойчивости хлеба при хранении.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований обосновано практическое применение целлюлолитических ферментных препаратов и лекарственно-технического сырья в технологии хлеба из целого нешелушеного зерна пшеницы для повышения безопасности и качества готовой продукции.
Разработан и запатентован способ производства зернового хлеба повышенной микробиологической чистоты с использованием при замачивании зерна отваров лекарственно-технического сырья и лимонной кислоты (патент РФ № 2217916).
На способ производства зернового хлеба с использованием для снижения обсемененности зерна хмелевого отвара получена приоритетная справка № 2004108546 от 24.03.2004.
Разработана и утверждена техническая документация (технические условия, технологические инструкции, рецептура): ТУ 9114-157-02069036-2003 Хлеб зерновой "Стимул", ТИ 02069036-157 Хлеб зерновой "Стимул", РЦ 02069036-157 Хлеб зерновой "Стимул". Получено санитарно-эпидемиологическое заключение № 57.01.01.911.П.000096.02.03 от 25.02.2003 г. Каталожные листы зарегистрированы в областном ЦСМ Госстандарта РФ.
Проведена промышленная апробация разработанных изделий на ОАО «Орловский хлебокомбинат» (акт производственных испытаний от 24.12.2003 г.) и ООО «Визит» (акт производственных испытаний от 20.11.2002 г.). Освоен промышленный выпуск зернового хлеба «Стимул» (акт внедрения от 26.12.2003 г.).
Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций, дипломном проектировании, выполнении научно-исследовательских работ студентов на кафедре «Технология хлебопекарного,
кондитерского и макаронного производств» Орловского государственного технического университета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на международной научно-практической конференции "Потребительский рынок- качество и безопасность товаров и услуг" (Орел, ОрелГТУ, 2001, 2002 г.г), на юбилейной научно-практической конференции "Пищевые продукты XXI века" (Москва, 2001 г), на 1-ом и 2-ом Конгрессе хлебопеков и кондитеров "Нивы России" (Барнаул, 2002, 2003 г г.), на Всероссийской научно-технической конференции-выставке с международным участием "Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания" (Москва, 2002 г), на научно-практической конференции "Наука, образование, производство в решении экологических проблем" (Уфа, 2002 г), на студенческом форуме "Конкурентоспособность территорий и предприятий - стратегия экономического развития страны" (Екатеринбург, 2002 г), на Всероссийской научно-технической конференции-выставке с международным участием "Высокоэффективные пищевые технологии. Методы и средства для их реализации" (Москва, 2003 г), на научно-практической конференции "Химико-экологические проблемы Центрального региона России" (Орел, ОГУ, 2003 г), на всероссийском семинаре "Научное обеспечение и реализация концепции государственной политики здорового питания в России" (Орел, ОрелГТУ, 2003 г). Образцы разработанной продукции экспонировались на выставках: выставке ярмарке «Единая образовательная среда» (Москва, 2002 г.), выставке в рамках программы «Индустрия образования» (Орел, Орел ГТУ, 2002 г.), выставке в рамках учебно-методического сбора по структуре ГО и РСЧС (Орел, Орел ГТУ, 2002 г.), выставке в рамках международной научно - практической конференции «Управление инновационно-инвестиционными процессами на основе вовлечения в хозяйственный оборот интеллектуальной собственности и качеством подготовки специалистов в регионах России» (Орел, Орел ГТУ, 2002 г.), 4, 5 и 6-й ярмарках - инвестиций «Орел - 2000, 2001 и 2002» (Орел, 2000, 2001. 2002 гг.), 4-й выставке-ярмарке «Современная образовательная среда» (Москва2002 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 статьи, 11 тезисов, патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 203 страницах основного текста, включает 47 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 192 источника российских и зарубежных авторов. Приложение к диссертации изложено на 30 страницах и включает комплект технической документации, патент, приоритетную справку, акты внедрения и производственных испытании, акт дегустационной комиссии.
