Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1. Обзор литературы 12
1.1. Белки - биологическая добавка к производству мучнисто-кондитерских изделий 13
1.2. Пути повышения биологической ценности изделий из пшеничной муки 23
1.3. Полисахариды и их влияние на качество мучных изделий 26
1.4. Применение окислителей в производстве изделий из пшеничной муки 29
1.5. Обогащение изделий из пшеничной муки растительными добавками 33
1.6. Роль ферментных препаратов в повышении качества изделий из дрожжевого теста 38
1.7. Процессы, протекающие при созревании дрожжевого теста, пути его стабилизации 44
1.8. Заключение по обзору литературы 47
РАЗДЕЛ 2. Объекты и методы исследований 49
2.1. Объекты исследований 49
2.2. Методы исследований 53
2.2.1. Методы исследования химического состава аниса 53
2.2.2. Методы исследования ферментативной активности аниса 54
2.2.3. Методы исследования качества полуфабрикатов и готовых изделий 57
РАЗДЕЛ 3. Экспериментальная часть изучение процесса производства дрожжевого теста сдобавкимианиса 61
3.1. Изучение химического состава пшеничной добавки - аниса 61
3.1.1. Исследование пищевой ценности семян аниса 61
3.1.2. Исследование зеленой массы аниса 64
3.1.3. Исследование муки из сухой листвы аниса 69
3.2. Исследование влияния добавок аниса на хлебопекарные свойства мучных кондитерских изделий 70
3.2.1. Факторы, влияющие на качество мучных кондитерских изделий 70
3.2.2. Исследование амилолитической активности добавок разного типа 73
3.2.3. Исследование протеолитической активности добавок 87
3.3. Исследование влияния экстрактивных веществ аниса на качество мучных изделий 90
РАЗДЕЛ 4. Разработка новых технологий производства изделий из дрожжевого теста с использованием препаратов аниса 93
4.1. Исследование химического состава готовых изделий, полученных методом пробных выпечек 96
4.2. Обоснование концентраций основных компонентов рецептур 99
4.2.1. Экспресс - метод определения альдегидов в корке изделий пробных выпечек 105
4.3. Обоснование температурного режима тестоведения с использованием добавок аниса 108
4.4. Разработка рецептур и технологий из дрожжевого теста с использованием добавок аниса (булочек, оладий, блинов) 110
РАЗДЕЛ 5. Практическая значимость и реализация результатов работы 121
5.1. Разработка рекомендаций, нормативной документации 121
5.2. Практическое использование и реализация результатов работы 122
5.3. Экономическая эффективность от производства изделий из дрожжевого теста с добавками аниса 124
Выводы 126
Список использованных источников
- Полисахариды и их влияние на качество мучных изделий
- Методы исследования химического состава аниса
- Исследование влияния добавок аниса на хлебопекарные свойства мучных кондитерских изделий
- Экспресс - метод определения альдегидов в корке изделий пробных выпечек
Полисахариды и их влияние на качество мучных изделий
Установлено отрицательное влияние растительного белоксодержаще-го сырья на свойства пшеничного теста и качество изделий из него. При этом ухудшение качества объясняется отсутствием клейковины в муке-обогатителе, ее низкой газообразующей способностью, меньшей атакуемо-стью крахмала амилолитическими ферментами, более высокой температурой клейстеризации крахмала, плохой набухаемостью белков - добавок, увеличенным количеством -S-S- связей, содержащихся в белковых веществах добавок.
Сравнивая микроструктуру изделий из пшеничной муки и такой же муки, обогащенной соевой, гороховой мукой, установлено, что белковые обогатители нарушают установившееся равновесие белково-крахмального комплекса, образующегося в изделии из пшеничной муки.
Белки при выпечке изделия из чистой пшеничной муки организованы в линейном порядке около крахмальных гранул, в то время как белки в вы-печном изделии из муки с добавкой не образуют линейных (узких и длинных) ассоциатов. Обогатители отрицательно влияют на состояние пористости мякиша. Такое действие белковых добавок на качество изделий обусловливает повышенные требования к их функциональным свойствам. Качественные характеристики свойств белковых растительных добавок можно разделить на три основные группы: - свойства, связанные с взаимодействием белков и воды, включая набу-хаемость, гидратацию, растворимость, вязкость, сгущающую способность; - поверхностно-активные свойства, включая эмульгирование, пенооб-разующую и пленкообразующую способность; - свойства, связанные с взаимодействием белков между собой, такие, как желирующая способность, эластичность, сцепляемость, тестообразова-ние.
Для улучшения этих функциональных свойств существует ряд способов, включающих воздействие электрического тока, ферментных препаратов, окислителей (например, 30%-ной Н2О2), подкисление среды, гидротермическую обработку.
Из белковых добавок животного происхождения на первом месте стоят молочные продукты и, в первую очередь, нежирное молочное сырье, которое содержит много белковых веществ, витаминов, минеральных солей, микроэлементов и иммунных тел [8, 32-34].Чаще всего в рецептурах используется сухое обезжиренное молоко (СОМ) ввиду наибольшей простоты дозировки в количестве 4-6 %.Однако следует иметь в виду, что прямое добавление СОМ в тесто в виде порошка приводит к получению хлеба уменьшенного объема и ухудшению структуры пористости мякиша [15, 35].
Причиной такого ухудшения качества изделий считают наличие в добавке молочного сахара лактозы снижает их зимазную и мальтазную активность, поэтому более рациональным методом является обогащение изделий из пшеничной муки молочной сывороткой.
Применение сыворотки в производстве мучных изделий позволяет повысить их пищевую ценность, улучшить качественные показатели, в том числе вкус и аромат [16-20, 36-38]. Повышенное внимание исследователей к применению сыворотки в качестве обогатителя пшеничной муки объясняется тем, что её белок сбалансирован по лизину, триптофану, метионину, дефицитных в муке, в ней содержится хорошо усваиваемый органический кальций, он связан с белком и хорошо всасывается кишечником.
В сыворотку переходит 50 % сухих веществ молока, 20 % белка, 80 % минеральных солей (К, Са, Mg). В ней содержится хороший комплекс ферментов - протеаза, липаза, фосфатаза, лактаза. Причем, сыворотка является не только хорошим обогатителем, но и улучшает качественные характеристики изделий, ускоряет процесс приготовления теста, повышает подъемную силу дрожжей из-за создания благоприятных условий для бродильной микрофлоры. Увеличивается количество летучих кислот в полуфабрикате и изделии, общая кислотность изделий из дрожжевого теста повышается, что благоприятно сказывается на их вкусе и аромате.
Особое достижение в применении сыворотки -это создание ускоренных способов приготовления теста из пшеничной муки. В настоящее время применяется сывороточный концентрат и сухая сыворотка. Последнюю, применяют в количестве 2 % к массе муки на любой стадии технологического процесса. Такая дозировка увеличивает объем изделий из дрожжевого теста, пористость их мякиша, сжимаемость его, окраску корки изделия. Изделие дольше сохраняет свежесть [39].
Очень богаты биологически активными веществами пшеничные зародыши, в сухом веществе которых содержится до 39 % белка, Сахаров - до 30 %, липидов - до 39 %, минеральных веществ - до 6 % .Сахара пшеничных зародышей представлены в основном сахарозой и рафинозой, легко сбраживаемых дрожжами. В настоящее время зародыши пшеницы можно рассматривать в качестве полноценного обогатителя пшеничной муки [40]. При добавлении в количестве 3 % к пшеничной муке пшеничные зародыши укрепляют клейковину, облегчают замес теста. Побочным продуктом при производстве крахмала является белковый концентрат из пшеничной муки. Будучи добавленным в небольших количествах (около 3 %) к пшеничной муке, он уменьшает калорийность изделий, повышает их пищевую ценность [41].
Большими потенциальными запасами белка являются побочные продукты масложировой промышленности, к которым относятся шроты и фос-фатидные концентраты. Шроты получаются при производстве растительных масел экстракционным способом. Сегодня белок получают из шротов и жмыхов сои, хлопчатника, подсолнечника, арахиса, рапса, конопли и т.д.
Наибольшее значение имеют шроты сои, хлопчатника, подсолнечника, рапса и арахиса [8, 42-45]. В настоящее время из шротов получают белковую муку (содержание белка 40-50 %), белковые концентраты (содержание белка 70-75%) и белковые изоляты (содержание белка 85-90 %) [46].
Наиболее изучены у нас в стране белковые изоляты из шротов подсолнечника и сои [47, 48]. При использовании в качестве источника белка муки или изолированного белка из хлопчатника необходимо прежде всего удалить токсичное вещество - госсипол [49]. Следует отметить, что использование как самой муки из не хлебопекарных культур, так и белковых концентратов и изолятов из них недостаточно хорошо изучено, известно, что они снижают протеолитическую активность пшеничной муки, ее газоудержи-вающую способность, вследствие этого уменьшается объем изделия из дрожжевого теста.
Методы исследования химического состава аниса
Наиболее обширны в литературе сведения, касающиеся обогащения муки продуктами природного растительного происхождения. Этот способ обогащения представляет несомненные преимущества перед обогащением химическими препаратами, поскольку во всех натуральных продуктах минералы, белки, витамины находятся в естественных соотношениях и в виде природных соединений. Хотя проблема увеличения белка в рационах питания является проблемой первостепенной важности, ей посвящено много исследований [9, 97].
Не менее важной является проблема обогащения привычных продуктов комплексом витаминов, которые служат регуляторами большинства жизненных процессов, протекающих в организме человека. По сравнению с другими питательными веществами - белками, жирами, углеводами - витамины требуются в ничтожно малых количествах и выполняют в организме каталитические функции [98, 99].
Основным поставщиком витаминов для человека и животных является растение, где они синтезируются. Человек получает витамины или непосредственно из продуктов растительного происхождения или из пищевых продуктов животного происхождения, в которых витамины были предварительно накоплены из растительной пищи.
В связи с этим в последнее время появилось множество работ, посвященных обогащению продуктов питания растительными добавками. Ранее подобным способам обогащения пищевых продуктов уделялось очень мало внимания. Не последнее место среди этих работ занимает проблема витаминизации изделий из пшеничной муки путем введения в сырье или полуфабрикат растительных добавок. Следует отметить, что основная заслуга в этом направлении принадлежит ученым отечественной школы. Исследования ведутся по нескольким направлениям, среди которых одно из основных связано с использованием сырья из плодов и ягод.
Пищевая ценность различных плодов и ягод обусловлена их химическим составом. В них содержатся необходимые человеку углеводы, органические кислоты, азотистые, минеральные, пектиновые, дубильные, ароматические вещества, витамины, жиры [8, 100]. Из-за своего состава продукты из плодов и ягод обладают высокими биологическими свойствами.
В пищевой промышленности ряда стран применяются наполнители -соки из плодов и ягод, пюре, джемы, повидло, порошки, пектин, пасты.
Учитывая богатый химический состав, ценные вкусовые и биологические свойства продуктов из плодов и ягод, их вполне можно использовать для обогащения изделий из пшеничной муки. В России наибольшее применение находят продукты из яблок и винограда, при этом ведущее место принадлежит яблокам (70 % всех перерабатываемых плодов и ягод) [101].
Это объяснено тем, что основными компонентами продуктов из яблок являются углеводы (90 % сухого вещества соков и пюре, 57-70% сухого вещества порошков), сахара, клетчатка, пектиновые вещества, гемицеллюлоза. Из Сахаров наиболее распространена фруктоза. Белка в яблоках содержится мало (0,7-5 % в самих плодах, 0,5-0,7 % в соках и пюре, 4-6 % в порошках). Если лимитирующей аминокислотой в муке является лизин, то в яблоках - метионин+цистин, валин.
Пектиновые вещества в яблоках распределены неравномерно - наибольшее их количество сосредоточено в семенных камерах и кожице. Витамины группы В, микроэлементы (натрий, калий, магний, кальций, фосфор) присутствуют в легко усваиваемой форме. В странах СНГ (Украина, Белоруссия) до 10 % продуктов из пшеничной муки изготавливается с применением продуктов из яблок, Японии очень популярны сорта печенья с добавлением яблок, в Германии при приготовлении изделий из пшеничной муки используют пюре и порошки из яблок.
Особенно перспективен порошок из яблочных выжимок. При добавлении его в количестве 5-Ю % к массе муки продукция из нее медленно черствеет, увеличивается выход, повышается биологическая ценность [102].
При добавлении в тесто яблочных продуктов их компоненты значительно влияют на биохимические, коллоидные, микробиологические процессы в тесте. В этих условиях для получения продуктов высокого качества необходимо внимание к дозировке, условиям технологического процесса, стадиям внесения добавки. Яблочные продукты интенсифицируют газообразование, улучшают подъемную силу теста.
Степень интенсивности брожения увеличивается с увеличенном концентрации добавки (повышения содержания моносахаридов) гидролиз крахмала углубляется из-за наличия ферментов. При этом снижается расплывае-мость теста, снижается гидратация клейковины, растяжимость, укрепляется клейковина. Однако яблочные добавки имеют и серьезные недостатки, главный из которых является потемнение мякиша.
Весьма близкими, к описанным выше являются методы производства продуктов из пшеничной муки с добавками виноградного сока. В нем содержится много Сахаров (13,5-25,6 % на сырое вещество), основной из которых -глюкоза. Кроме того, сок богат полифенольными соединениями (флавоноиды, катехины, антоцианы), витаминами РР, группы В, калием. Из виноградных продуктов широко используется изюм. Добавка виноградного сока также интенсифицирует брожение, сокращает созревание теста, замедляет черствение продукта.
Кроме яблочных и виноградных продуктов в качестве витаминизирующих добавок к пшеничной муке используются также пюре [103] и порошки [104] из овощей - моркови, капусты, свеклы, картофеля. Такие продукты особенно ценны для жителей Севера, рационы питания которых, обеднены свежими овощами.
В последнее время исследования ряда ученых направлены на уменьшение содержания жиров в рецептурах ряда хлебобулочных и кондитерских изделий с целью снижения их калорийности [106,107]. Действие жиров имитируется с помощью яблочной мезги, кукурузной патоки, сушеных томатов. Мучнисто - кондитерские изделия с добавками фруктово-овощных порошков обладают способностью выводить токсичные тяжелые металлы и радионуклиды из организма человека.
Для лечебно-профилактических целей предложены также сорта изделий, содержащих биологически активные вещества, предварительно выделенные из растений, например, каротиноиды [108], которые не только обогащают продукты провитаминами А, но и выполняют функции профилактики раковых заболеваний.
Одно из современных, интенсивно развивающихся направлений исследования способов повышения биологической ценности продуктов из пшеничной муки - это обогащение ее концентратами из зеленых частей растений. Так, для повышения биологической ценности продуктов из пшеничной муки было исследователями предложено добавлять в муку или тесто порошок, полученный измельчением сухих листьев и стеблей крапивы - растения, издавна используемого в пищевых целях [109], свежих листьев крапивы, сельдерея, подорожника в количестве 0,5 % к массе пшеничной муки [110].
Исследование влияния добавок аниса на хлебопекарные свойства мучных кондитерских изделий
Зависимость содержания основных биологически активных веществ в пшеничной муке от концентрации вводимой добавки приведена в таблице 3.14 (данные получены расчетным путем)
Зависимость содержания основных биологически активных веществ в пшеничной муке от концентрации вводимой добавки из сухой листвы аниса Как видно из приведенных в таблице 3.14 данных, малые концентрации добавки препарата аниса к пшеничной муке практически не сказываются на ее качественном составе и лишь начиная, с концентрации в 1 % добавка оказывает ощутимое влияние на биологическую ценность субстрата.
Таким образом, введение добавки муки аниса в количестве менее 1 % представляется нецелесообразным. С другой стороны, концентрация препарата в 1 % и выше могут ухудшить хлебопекарные достоинства пшеничной муки и, свести на нет положительный результат, полученный от ее обогащения. В качестве критерия хлебопекарного достоинства пшеничной муки мы выбрали качество ее клейковины, определяемое по расплываемости шарика из 10 г клейковины после часовой отлежки [152]. Данные по расплываемости шарика клейковины, отмытой из пшеничной муки, содержащей различные концентрации препарата из сухой листвы аниса, приведены в таблице 3.15.
Показатели белизны пшеничной муки с добавками аниса (в условных единицах шкалы прибора ФПМ-1) № Концентрация добавки, % Показания измерения при светофильтре Оттенок цвета муки по номограмме [186] п.п. СЗС-7 ОС-14 1 2 3 4 5 6 00,250,50,751,02,0 14 15 17 22 24 33 2627 25 24 32 51 белыйбелыйбелый сероватый кремовый желтый Судя по полученным данным, можно сделать вывод, что добавка муки из сухой листвы аниса в незначительных концентрациях (до 0,5 %) практически не сказывается на оттенке пшеничной муки - цвет ее не отличается от цвета без добавок. Начиная, с концентрации в 0,75 % и до 1% добавки в муке появляется сероватый оттенок, но такой цвет не выходит за рамки требований, предъявляемых к пшеничной муке высшего сорта [152].
Увеличение же добавки до 2 % вызывает довольно резкое потемнение муки, что в единицах шкалы прибора указывает на кремовый и желтый цвет. Таким образом, полученные данные по цвету пшеничной муки с добавкой аниса свидетельствуют в пользу концентрации в 1
Как следует из данных таблицы 3.15, введение добавки аниса в количестве менее 1% представляется нецелесообразным. С другой стороны, концентрация препарата 1 % ухудшает хлебопекарные достоинства пшеничной муки, поэтому в качестве критерия хлебопекарного достоинства пшеничной муки, мы выбрали качество ее клейковины.
Суммируя полученные результаты, можно сделать вывод о том, что концентрация добавки аниса, равная 1 %, является оптимальной - с одной стороны она достаточна для обогащения пшеничной муки основными биологически активными соединениями, с другой стороны - недостаточно велика для ухудшения качества клейковины.
Для математической обработки экспериментальных данных использовался пакет статистического анализа, работающий в операционной системе Windows-95. Полученные графики зависимостей исследуемых параметров от концентрации добавки представлены в виде уравнений линейной регрессии (таблица 3.17 ирис. 3.4-3.10).
Коэффициенты корреляции К между экспериментальными и рассчитанными значениями параметров позволяют говорить о высокой степени достоверности (адекватности) представленных зависимостей. Рис. 3.10 отражает связь экспериментальных и расчетных значений параметра Yi (содержание белка, %) при уровне доверительной вероятности 0,95. Следует отметить, что зависимость между величиной добавки и диаметром шарика клейковины (рис. 3.11) имеет вид полинома четвертой степени, что говорит о нелинейной связи данных величин.
Без препарата (контроль) 3,2 Полученные на модельных системах крахмала закономерности при этом полностью сохраняются. Как видно из данных таблицы 3.18, сахарооб-разующая способность муки резко повышается при добавке небольшого количества сухой листвы аниса.
При проведении реакции с использованием не дистиллированной воды, а водопроводной активность амилаз еще больше повышается. Жесткость водопроводной воды обусловлена главным образом содержанием в ней ионов кальция и магния превращает ее в электролит и повышает реакционную способность. Эти данные представляются довольно обнадеживающими, позволяющими рассматривать муку из сухой листвы аниса в качестве полноценного препарата активных амилаз, в частности Р-амилазы.
Учитывая, высокую амилолитическую активность муки из сухой листвы аниса мы предприняли шаги (по аналогии с ячменным солодом), изучили амилолитическую активность анисового солода, полученного в результате двухсуточного проращивания и осторожного высушивания семян аниса.
Использовались различные субстраты: пшеничная мука высшего сорта, сухой картофельный крахмал и 2%-ный частично декстринизированный раствор крахмала. Об активности ферментного препарата судили также по количеству образующейся в реакционной смеси мальтозы. В качестве ферментных препаратов использовали муку, полученную в результате помола анисового солода и ее 5%-ную водную (или солевую) вытяжку. Результаты исследований приведены в таблице 3.19.
Известно [119], что действие амилаз на неизмененные или даже частично поврежденные крахмальные зерна является весьма слабым по сравнению с их действием на оклейстеризованный крахмал. Это хорошо видно из сравнения данных, приведенных в таблице 3.19.
Экспресс - метод определения альдегидов в корке изделий пробных выпечек
В период выполнения теоретических и экспериментальных исследований проводилась также работа по внедрению результатов этих исследований в производство.
Предложены основные способы использования препаратов, полученных из аниса, в технологических процессах изготовления изделий из дрожжевого теста. Однако, прежде всего необходимо было доказать абсолютную безопасность использования добавок аниса, в частности, муки из сухой листвы аниса, которая как наиболее богатая витаминами, минеральными веществами и ферментами используется при разработке всех новых рецептур, при массовом производстве продуктов из дрожжевого теста.
Хотя в разделе 3.1.2 настоящей работы и приведены результаты проводившихся токсикологических лабораторных исследований, показывающие отсутствие токсичности у препаратов, как из сухой листвы, так и из семян аниса, их недостаточно, чтобы предлагать массовое использование этих добавок.
Для внедрения результатов исследований необходимо было получить гигиеническое заключение о добавках государственной санитарно-эпидемиологической службы. В результате гигиенической оценки медико-биологических показателей препаратов в качестве продовольственного сырья установлено, что они отвечают требованиям нормативно-технической документации (МБТ 5061-89).
Критерии безопасности (содержание токсических элементов - химических элементов и микотоксинов) приведены в таблице 5.38.
В результате этих исследований установлена возможность использования препаратов из сухой листвы и из семян аниса в качестве продовольственного сырья.
Следует отметить, что анис выращивается в культурных условиях агрофирмой на территории СП "Зерноградский" Ростовской области в экологически чистой зоне возделывания без применения средств химической защиты растений и гербицидов.
Таблица 5.38 Содержание токсичных химических элементов и микотоксинов в муке их сухой листвы и семян аниса Наименование элемента (микотоксина) Содержание в муке из семян, мг/кг Содержание в муке из сухой листвы, мг/кг факт. норма факт. норма
Разработаны рецептуры на 3 вида новых изделий из дрожжевого теста с добавками препарата из сухой листвы аниса: булочку "Анисовая", оладьи "Ароматизированные" и блины "Скороспелые". Разработана и утверждена технологическая инструкция производства булочки "Анисовая" (Приложение).
В процессе выполнения научно-исследовательских экспериментов по разработке новых технологий производства продукции из дрожжевого теста были найдены новые методики анализа, в частности, определения протеоли-тической активности ферментного сырья с помощью измерения относительной вязкости растворов желатина.
Этот способ прост в обращении и экспериментальном оформлении, не требует дорогостоящего и громоздкого оборудования, может быть использован в любых условиях. Заслуживает внимания и разработанный простой, препаративный метод количественной оценки ароматического и вкусового комплекса выпечных изделий путем оксимного титрования корок изделий непосредственно после выпечки.
Применение новых технологий нашло широкое распространение в предприятиях общественного питания г. Москвы. Практическое применение изделий из дрожжевого теста с использованием добавок аниса планируется на предприятиях массового питания.
Булочку "Анисовая" необходимо использовать как самостоятельное кулинарное изделие для включения в рацион питания групп населения, нуждающихся в повышенном количестве витаминов и белка, например, школьников, спортсменов, работников профессий, связанных с пребыванием в экстремальных условиях.
Тесто для оладий "Ароматизированные" можно использовать в качестве полуфабриката для изготовления различных сортов оладий (с сахаром -оладьи "Ароматизированные", с изюмом, с яблоками и т.д.).
Блины "Скороспелые" предлагается использовать на предприятиях массового питания в столовых, кафе и т. д.
Изделия, изготовленные по разработанным новым рецептурам, неоднократно представлялись на различных дегустациях регионального и международного уровня. Так, на дегустациях, булочка "Анисовая", оладьи "Ароматизированные" и блины "Скороспелые" получили высокую оценку научных и практических работников (акт дегустации, приложение). Было рекомендовано продолжить работу по созданию новых технологий производства кулинарной продукции, а также решить вопрос по внедрению разработок в условиях рыночной экономики путем приобретения разработанной научно-технической продукции.
Изделия из дрожжевого теста с добавками аниса участвовали в дегустации в ресторане «Континенталь» Центра Международной торговли, где высказаны рекомендации по внедрению разработанных изделий в практику массового питания работников профессий, связанных с тяжелой физической нагрузкой (акт дегустации, приложение).
Похожие диссертации на Технология мучных изделий из дрожжевого теста с ингредиентами аниса
