Содержание к диссертации
Введение
РАЗДЕЛ 1 Современное состояние и перспективы совершенствования технологии продукции из дрожжевого теста в предприятиях общественного питания 6
1.1 Существующие технологии производства дрожжевого теста 6
1.2. Физико-химические и биохимические процессы, формирующие показатели качества дрожжевого теста 11
1.3. Способы интенсификации процессов производства дрожжевого теста 19
1.4. Влияние магнитной обработки на активацию дрожжей 26
1.5. Особенности использования биологических добавок при производстве хлебобулочных изделий 29
Выводы по разделу 1 37
РАЗДЕЛ 2 Материалы, объекты и методы исследований 40
2.1. Материалы и объекты исследований 40
2.2. Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий
2.2.1. Методы исследования свойств сырья 47
2.2.2. Методы исследования полуфабрикатов 48
2.2.3. Методы исследования готовых изделий 49
2.3. Методы планирования экспериментов и обработки полученных данных 50
РАЗДЕЛ 3 Изменеие свойств компонентов среды при активации дрожжевого теста 51
3.1. Изучение механизма активации дрожжей 51
3.2 Изменение свойств водо-мучной суспензии под влиянием перемешивания в МВ-35 63
3.3. Изменение свойств суспензии вода-мука-крупа под влиянием перемешивания в МВ-35 68
Выводы по разделу 3 з
РАЗДЕЛ 4 Исследование созревания дрожжевого безопарного теста на активированных дрожжах 75
4.1. Изменение показателей активизированного теста при брожении 75
4.2. Влияние сокращения концентрации активированных дрожжей на качество теста 85
4.3. Эффективность производства сдобного дрожжевого теста по улучшенной технологии 88
Выводы по разделу 4 92
РАЗДЕЛ 5 Разработка новых технологий сдобных хлебобулочных изделий 94
5.1. Технология производства хлебобулочных изделий на активированных дрожжах 94
5.2. Качественные показатели разработанных хлебобулочных изделий : 103
5.3. Результаты производственных испытаний новых технологий 111
5.4. Расчет экономической эффективности разработанных технологий 112
Выводы к главе 5 114
Выводы 115
Список использованной дитературы
- Способы интенсификации процессов производства дрожжевого теста
- Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий
- Изменение свойств водо-мучной суспензии под влиянием перемешивания в МВ-35
- Влияние сокращения концентрации активированных дрожжей на качество теста
Способы интенсификации процессов производства дрожжевого теста
Созревание теста зависит от вида изделий, дозировки дрожжей, температуры, способов разрыхления и других параметров процесса.
После замеса тесто представляет собой дисперсную систему, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз [153,155]. Соотношение различных фаз может значительно варьировать, влияя на свойства полуфабрикатов.
Сухие вещества ингредиентов создают твердую фазу теста. Жидкая фаза в первую очередь связана с введением в тесто воды или других жидкостей, содержащих большое количество воды - молоко, сыворотка, плодово-овощные соки и другие. Газообразная фаза формируется на стадии замеса. В присутствии воды (жидкости) происходят разнообразные процессы, физические, химические, биохимические, микробиологические, коллоидные. Глубина протекания этих процессов определяет особенности свойств мучных полуфабрикатов.
Особую роль при приготовлении теста имеет вода. Полярность ее молекулы обеспечивает взаимодействие с заряженными частицами компонентов теста. Эта способность воды позволяет образовывать водородные связи с биополимерами муки и других ингредиентов. Так или иначе с водой взаимодействуют все составные части муки: витамины, сахара, минеральные вещества, ферменты растворяются в ней. Биополимеры удерживают воду за счет ее взаимодействия с различными функциональными группами и набухают.
Существуют три формы связывания воды в тесте: адсорбционно и осмотически связанная, прочносвязанная и свободная. За счет биохимических процессов в течение тестообразования важное место отводится формированию структуры и вкусо-ароматической гаммы готовых изделий.
Влажность среды и повышенная температура теста создают благоприятные условия для действия ферментов муки. Особенно важна роль амилолитических ферментов, в первую очередь р- амилазы. Этот фермент гидролизует крахмал с образованием мальтозы, которая служит основным сахаром для обеспечения брожения в тесте без введения сахара и сахаросодержащих компонентов рецептуры [47,50,152,269].
Среди существующих технологий производства дрожжевого теста имеются следующие: опарный (на обычной и большой густой опаре) и безопарный способ, с использованием заквасок и др.
Особое место среди рассматриваемых процессов отводится микробиологическим. Они связаны со спонтанным развитием микрофлоры муки и других компонентов рецептуры, а также с жизнедеятельностью дрожжей и молочнокислых бактерий, вводимых с заквасками.
Коллоидные и биохимические процессы, происходящие во время приготовления теста, обуславливают его газообразующую способность и физические свойства, определяющие пористость изделий. Механическое воздействие на тесто во время его замеса и разделки интенсифицирует протекание этих процессов.
Технология приготовления теста с интенсивным замесом и сокращением продолжительности брожения перед разделкой исследовался многими учеными [2, 10, 14, 97, 98, 202, 207]. Установлено, что увеличение степени механической обработки теста повышает атакуемость белков и крахмала ферментами.
В процесе замеса теста при доступе воздуха уменьшается содержание в нем сульфгидрильных групп [203]. Количество растворимой фракции белков увеличивается не только в результате увлажнения муки и действия ферментов, но и в значительной степени за счет механического воздействия на составные части муки. Протекающие биохимические процессы ускоряют созревание теста, способствуют увеличению удельного объема хлеба и формированию его пористости.
По мнению Chamberlain W., Collins Т.Н., Elton G. [277], для теста из пшеничной муки необходим интенсивный замес вследствие плохой набухаемости белков пшеницы. При повышении температуры теста, в результате интенсивного замеса, оно получается более пластичным и лучше сохраняет свою газоудерживающую способность.
За счет значительного увеличения количества захватываемого воздуха в течение замеса теста при усиленной механической обработке обусловлено интенсивным размножением и жизнедеятельностью хлебопекарных дрожжей.
Работы ряда ученых подтвердили, что с увеличением интенсивности замеса происходит перераспределение свободной и связанной влаги (повышение количества воды, поглощаемой мукой, уменьшение содержания в тесте свободной воды) [15, 202].
Выявлено, что при интенсивном замесе теста наблюдаются значительные изменения белковых веществ на уровне молекул и, в первую очередь, одного из основных белков клейковины - глютенина. При этом происходит заметная дезагрегация крупных макромолекул данного белка [97,98,99, 152].
Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий
Практический интерес предствляет использование при тестоприготовлении вторичных продукттов молочной промышленности; сыворотки, сывороточных концентратов, различных молочно-белковых препаратов.
Никашова А., Баранов В. и Шакирова Р.З. в качестве активатора дрожжевой клетки при производстве теста использовали молочную сыворотку [107]. Результаты исследований показали, что в коллоидной среде происходит интенсификация газообразования и изменение реологических свойств теста из пшеничной муки разного хлебопекарного качества, сопровождающееся улучшением качественных показателей хлеба.
Одним из перспективных улучшителей для хлебопекарной промышленности, по нашему мнению, являются сухие молочнокислые закваски (МКЗ - чистые культуры МКБ, пропионово-кислой ацедофильной палочки, молочнокислого стрептококка). За последние три года во многих государствах СНГ производство МКЗ (чистых культур) возросло в 1,5-2,0 раза. В первую очередь это связано с увеличением ассортимента кисломолочных товаров на мировом рынке [90].
Ниссин Сейфун, Кобэя К.К., Карнаушенко Л. и Пшенишнюк Г. для приготовления теста используют преферменты, приготовленные без муки или с добавлением разного ее количества Основными компонентами префермента является сахар, солод, обезжиренное молоко. Питательными веществами для дрожжей служит смесь аммонийных солей и сульфата кальция [72, 74, 75,76, 80]. Процесс брожения такого префермента (жидкого полуфабриката) рассматривают как этап активации прессованных дрожжей [69, 80].
В последние годы в состав префермента включают дополнительно к основным компонентам различные натуральные плодовые добавки, солод, кукурузную патоку. Приготовление теста на жидком мучном и водном преферменте позволяет получать хлеб, не уступающий по качеству хлебу, приготовленному опарным способом с большим содержанием сдобы [173, 251, 254]. Отрицательным моментом этого процесса является быстрое черствение хлеба.
Однако, рядом авторов установлено что использование продуктов переработки соевых бобов (муки, крупки, отрубей) замедляет черствение хлеба, повышает его усвояемость, улучшает вкус. При этом снижаются количество углеводов (до 20%) и содержание клетчатки [290,294].
В качестве биологически активных добавок могут использоваться различные виды ферментно-активной муки, бобовобелковые концентраты и фруктово-овощные пюре, порошки или пасты.
Различают два вида соевой муки, используемой в хлебопечении: ферментативно-активную и с инактивированными в результате тепловой обработки ферментами. Первая содержит липоксигеназу, способствующую осветлению мякиша, вторая улучщает вкус хлеба и повышает пищевую ценность. В то же время В. Д. Гувер [301] отмечает, что при добавке соевой муки получают более вкусный хлеб по сравнению с соевой мукой. Рекомендуют вводить 3-5% соевого обогатителя. Другие американские ученые считают, что ввод в пшеничную муку гликолипидов пшеницы или синтетических эфиров позволяет увеличить добавки соевой муки до 16%.
Во Франции разработан способ приготовления высокобелковой муки для кондитерской и макаронной промышленности, состоящей из смеси пшеничной муки с 5 - 30% соевой, полученной размолом соевых бобов после удаления оболочек и сухого экетрудирования при температуре 130 -160С. При исследовании соевой муки установлено, что по аминокислотному составу она близка к белкам молока и яиц [186].
Канадскими исследователями Л. Мак Коннелл. Д. Симмондс [299, 300] предложены добавки бобовобелкового концентрата для активизации жрожжей. Добавление бобовой муки в муку из твердозерной красной яровой пшеницы в количестве 10, 20, 30 и 40% существенно влияет на снижение объема хлеба и ухудшает пористость мякиша даже при использовании такого улучшителя теста, как нятрийстеапол-2-лактилат.
Это можно преодолеть при существенном повышении содержания белка, заменив бобовую муку бобовобелковым концентратом, полученным с помощью воздушной классификации.
При добавлении бобовобелкового концентрата в количестве 9% в пшеничную муку получают композитную муку с 20% белка. Из нее выпекают хлеб, который по цвету, пористости и объему не уступает хлебу, выпеченному из контрольной пшеничной муки.
По мнению югославских исследователей, добавка 5% фасолевой муки не ухудшает реологические свойства теста и качество хлеба.
При добавке в пшеничную муку 5% высокобелковой фракции из исходной и дезодорированной гороховой муки Т.Б. Цыганова, С. 3. Заиров и И. А. Швецова [127, 172] получили хлеб нормального качества повышенной пищевой ценности.
В ФРГ для выпечки хлеба применяют готовые белковые препараты, в состав которых входят молочный, пшеничный и соевый белок в определенном соотношении. Так, хлеб из муки грубого помола (50% пшеницы и 50% ржи) с добавлением 40% белкового препарата (по 50% молочного белка и пшеничной клейковины) имеет высокие показатели эластичности и пористости, а также хороший вкус [295, 296, 298]. В хлебопекарном производстве фруктово-ягодное сырье используется для обогащения изделий витаминами, пектиновыми и минеральными веществами.
Изменение свойств водо-мучной суспензии под влиянием перемешивания в МВ-35
Комплексное воздействие различных факторов среды на дрожжевые клетки при их активации предложенным способом может оказать влияние на активность ферментов, микровязкость цитоплазматических мембран, размеры конгломератов куспендированных в воде дрожжевых клеток. Указанное не может не повлиять на физиолого-биохимические функции дрожжей после обработки, а следовательно и их функционально-технологические свойства в условиях тестоприготовления.
В нашем случае при обработке дрожжей, возможно, происходит изменение состояния популяции клеток, для которого существенную роль играет наличие конгломератов, уменьшающих поверхность контакта клеток со средой, что сможет проявляться в снижении скорости брожения.
В прессованных дрожжах, клетки находятся в составе конгломератов, размеры которых на несколько порядков выше размеров единичной клетки.
Существование дрожжевых клеток в виде конгломератов обеспечивает условия массообмена отличительные от таковых в отдельных клетках. Структура конгломератов может значительно изменяться в зависимости от условий среды [268].
Для выяснения высказанного предположения нами проведена оценка достояния дрожжевой популяции методами, принятыми в технической микробиологии {216].
Изучение механизма обработки дрожжей во взбивальной машине проводили на модельной системе, а именно суспензии в воде пресованных дрожжей без муки, взятых в соотношении 1:15. Эту систему обрабатывали перемешиванием во взбивальной машине при температуре 35С, продолжительностью 20 минут. Контролем служили исходные дрожжи, подвергнутые брожению без перемешивания.
Об изменении состояния популяции судили по числу мертвых и почкующихся клеток, а также наличию конгломератов в дрожжевой массе. Наряду с этим исследовали физиологию роста клеток и уровень их энергетического обмена.
Исследование числа мертвых и почкующихся клеток проводили путем микроскопирования с использованием микроскопа МБИ-11 при увеличении в 600 раз в тонком слое с помощью «счетной камеры» Горяева. Для подсчета числа мертвых клеток препарат окрашивали метиленовым синим. Количество почкующихся клеток определяли сразу после обработки.
Результаты этой серии опытов представлены в табл. 3.1. Таблица 3.1 Влияние обработки дрожжей в МВ-35 на состояние и популяции Образцы Количество мертвых клеток, %±0,5 Число почкующихся клеток, %±0,5 Контроль 3,2 52,1 Опыт 4,6 40,6 При выполненном подсчете числа мертвых клеток в суспензии обработанных дрожжей установлено, что их количество незначительно выше (на 1,1%), чем у исходных дрожжей. Число почкующихся клеток в результате обработки уменьшилось на 11,5% по сравнению с контролем.
В результате механического воздействия число почкующихся клеток уменьшилось за счет отделения дочерних клеток от материнских. Однако, число мертвых клеток, которое практически осталось на прежнем уровне, указывает на достаточно высокую их жизнеспособность.
Сведения, полученные на основании поставленных опытов, свидетельствуют об увеличении числа «единичных» особей и сохранении их жизнеспособности после обработки. Препараты микроскопировали с использованием микроскопа МБИ-11 при увеличении в 600 раз. Как известно, каждая живая клетка при посеве на плотную среду образует колонию, что является подтверждением ее жизнеспособности [216].
Результаты этой серии опытов представлены на рис. 3.1 (а, б). Данные приведенных фотографий показывают, что в результате обработки в МВ-35 происходит дезагрегация конгломератов прессованных дрожжей, приводящая к увеличению поверхности контакта клеток со средой. Это в свою очередь будет способствовать ускорению обменных процессов дрожжевых клеток в условиях тестоведения.
Влияние обработки дрожжей в МВ-35 на состояние конгломератов прессованных дрожжей Наряду с оценкой состояния популяции в целом, исследовали влияние обработки в МВ-35 на физиологию роста клеток дрожжей. В процессе эксперимента дрожжи засевали из расчета 1 млн клеток на 1 мл пивного сусла. Наблюдали рост, т.е. увеличение числа клеток при высеве дрожжей в среду неохмел енного пивного сусла 11 % концентрации при температуре 32С. Полученные данные сравнивали с показателями, имеющимися в литературе [216].
Влияние сокращения концентрации активированных дрожжей на качество теста
В предыдущих разделах эксперименты проводились на модельных образцах тестовой системы, приготовленной по рецептуре пробной лабораторной выпечки, исключающей такие добавки, как жир и сахар. Однако, на предприятиях массового питания широко используются при выпечке мучных изделий сахар и жир, которые изменяют консистенцию теста, вкусовые качества готовых изделий.
Серией предыдущих экспериментов, представленных в главе 3, было показано значительное улучшение (на 44 %) показателя осмочувствитель-ности дрожжей в результате обработки в МВ-35, что предполагает возможность использования таких дрожжей в производстве сдобного теста безопарным способом.
Для получения наиболее полной информации о процессе созревания сдобного теста на активированных дрожжах проводили серию опытов, представленной в данном разделе.
Известно, что принятые на предприятиях массового питания и хлебопекарного производства дозировки сахара колеблются в пределах 0...30 % и жира 0...30 % [14]. Однако, следует отметить, что внесение в тесто больших количеств сахара и жира резко тормозит газообразование в тесте и для получения теста безопарным способом практически не используется. Поэтому нами были приняты дозировки сахара и жира 15% к массе муки. і Тесто готовили по рецептуре безопарного способа производства. Компоненты системы вносили в следующих соотношениях, %: мука - 80; дрожжи -3; «Крекис»- 20, соль - 1,5; сахар - 15; жир - 15. Жир перед внесением в тесто расплавляли. Контрольный образец готовили с использованием прессованных исходных дрожжей, опытный - на активированных.
Об интенсивности процессов в ходе брожения теста судили по изменению показателя титруемой кислотности, содержанию редуцирующих Сахаров и степени разрыхленности полуфабриката. Эти показатели определяли согласно методикам, описанным ранее [120]. Результаты данной серии опытов отражены на рис. 4.7, 4.8. и табл. 4.5.
В дальнейшем различия значений исследуемого показателя в опыте и контроле несколько уменьшается. Так, по истечению 2 часов это - 13 %, а к концу брожения - 9,4 %.
Более интенсивное нарастание кислотности в опытном образце является предпосылкой к сокращению продолжительности созревания сдобного теста, приготовленного безопарным способом на 31...42 %.
Анализируя содержание редуцирующих веществ в сдобном тесте на активированных дрожжах, следует отметить их заметное увеличение в ходе всего процесса брожения по-видимому из-за добавления в рецептуру «Крекиса». Уже после 1-го часа значение этого показателя у опытного образца на 8,2 % выше, чем у контроля. В последующие 2 и 3 часа брожения это увеличение составляет 9,4... 15,0 %.
Отмеченное дает основание для возможного сокращения рецептурного количества сахара на 1,4 % на СВ.
Разрыхленность сдобного теста на активированных добавками «Крекиса» и интенсивного перемешивания в МВ-35 дрожжах (табл. 4.4) на протяжении всего периода брожения имеет значения выше контрольных. Уже через 1 час она выше контроля в 2,2 раза. Значительное увеличение сохраняется и далее. К концу брожения степень разрыхленности опытного теста в 1,5 раза выше, чем контрольного.
Необходимая степень разрыхленности теста, судя по величине контролируемого показателя, в опыте достигается через 90 мин брожения, то есть в 2 раза быстрее, чем в контроле.
Но приведенные выше показатели не дают полной характеристики свойств приготовленного полуфабриката, поэтому нами были проведены исследования по изучению структурно-механических свойств сдобного теста на активированных дрожжах. Как и в предыдущих исследованиях, их определяли по показателям сжимаемости, относительной пластичности и упругости по методике [205].
Опыт 108 73,9 34,1 68,8 31,9 Данные, представленные в таблице показывают - упругие и пластичные свойства сдобного теста находятся на уровне контроля, что предполагает получать изделия высокого качества.
На основании полученных данных можно сделать вывод о целесообразности использования активированных добавками «Крекиса» и использованием интенсивногшо перемешивания в МВ-35 дрожжей в производстве сдобных изделий безопарным способом. При этом необходимо определять оптимальное время созревания теста в каждом конкретном случае, так как количества сахара и жира могут существенно сказаться на интенсивности обмена веществ, дрожжей. Возможное снижение дозировки сахара в рецептуре следует конкретизировать также опытным путем.
