Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 6
1.1 Липиды пшеничной муки и их влияние на хлебопекарные свойства 6
1.2 Коррекция липидного состава муки за счет использования растительных фосфолипидов как пищевых добавок 14
1.3 Принципиальные подходы к выбору фосфолипидов как пищевых добавок 19
1.4 Современный ассортимент коммерческих лецитинов 25
1.5 Липазы муки и добавленные липазы как ферментные добавки, формирующие липидный комплекс теста 29
2. Объекты и методы исследований 35
2.1 Объекты исследований 35
2.2 Методы исследований 39
3. Влияние различных форм лецитинов на хлебопекарные свойства пшеничной муки и качество хлебобулочных изделий 52
3.1 Исследование влияния стандартизированного и гидролизованного лецитинов на свойства клейковинного и крахмального комплексов муки 52
3.2 Исследование возможности использования стандартизированного и гидролизованного лецитинов в низких концентрациях для улучшения хлебопекарных свойств муки 54
3.2.1 Исследование влияния стандартизированного лецитина на хлебопекарные свойства муки 54
3.2.2 Исследование влияния гидролизованного лецитина на хлебопекарные свойства муки 60
3.1.1 Исследование влияния стандартизированного лецитина совместно с фосфолипазой на хлебопекарные свойства муки 66
3.1.4 Сравнительный анализ влияния различных лецитинов на хлебопекарные свойства муки 68
3.3 Исследование влияния фосфолипидов на качество булочных изделий с различным содержанием жира и сахара 76
3.3.1 Исследование влияния лецитинов на свойства теста и показатели качества изделий с содержанием жира 3%, сахара 6% 76
3.3.2 Исследование влияния лецитинов на свойства сдобного теста и показатели качества изделий с содержанием жира 9%, сахара 10% 83
3.3.3 Исследование влияния лецитинов на свойства сдобного теста и показатели качества изделий с содержанием жира 23%, сахара 17% 90
3.4 Исследование возможности использования обезжиренного и обогащенного фосфатидилхолином лецитинов в высоких концентрациях для создания продуктов функционального назначения 98
3.4.1 Исследование влияния обезжиренного лецитина на хлебопекарные свойства муки 98
3.2.1 Исследование влияния лецитина, обогащенного фосфатидилхолином, на хлебопекарные свойства муки 102
4. Разработка рецептур и технологии булочных изделий с лецитином 108
4.1 Общие рекомендации по использованию лецитиновых препаратов в дрожжевом тесте 108
4.2 Разработка оптимального режима выпечки 109
4.3 Разработка рецептур булочных изделий для массового производства 110
4.3.1 Разработка рецептуры по типу булочки с маком с лецитинами 110
4.3.2 Разработка рецептуры булочки по типу «Веснушка» с лецитинами 112
4.3.3 Разработка рецептуры булочки по типу «Домашняя» с лецитинами 114
4.4 Разработка рецептур и технологии булочных изделий функционального назначения с применением лецитинов 115
Выводы 119
Список литературы
- Коррекция липидного состава муки за счет использования растительных фосфолипидов как пищевых добавок
- Исследование возможности использования стандартизированного и гидролизованного лецитинов в низких концентрациях для улучшения хлебопекарных свойств муки
- Исследование влияния фосфолипидов на качество булочных изделий с различным содержанием жира и сахара
- Разработка рецептур булочных изделий для массового производства
Введение к работе
Хлебобулочные и мучные кондитерские изделия представляют собой продукты массового повседневного потребления, пользующиеся спросом у всех категорий покупателей.
За счет потребления хлебобулочных изделий человек почти наполовину удовлетворяет свою потребность в углеводах, на треть - в белках, более чем наполовину - в витаминах группы В, солях фосфора и железа. Именно поэтому хлеб традиционно включен в рацион питания и в «продовольственной корзине» хлебобулочные изделия находятся на первом месте [98].
В последние годы вкусы потребителей нашей страны, несомненно, формируются под влиянием нового ассортимента, который еще несколько лет назад не был характерным: большой ассортимент мелкоштучных дрожжевых и бездрожжевых, слоеных изделий с различными наполнителями, начинками и отделкой. Также в настоящее время среди потребителей отмечается рост популярности полезных для здоровья продуктов. Это ориентирует производителей на создание новых видов изделий, обогащенных функциональными ингредиентами и формирование потребительских свойств путем введения различных пищевых добавок и комплексных улучшителей [5].
Одной из актуальных задач хлебопечения было и остается стабилизация качества хлеба. В научно-технической литературе [4,77,98] имеется много данных о факторах, оказывающих влияние на свойства теста и хлеба. К ним относится качество сырья, в первую очередь хлебопекарные свойства муки.
Мука, поступающая на хлебопекарные предприятия, характеризуется нестабильными свойствами, которые зависят от климатических и погодных условий, а также от зоны выращивания и сортовых особенностей зерна. В настоящее время на хлебопекарных предприятиях перерабатывают до 60% муки нестандартного качества [6,54,73]. Таким образом, основным направлением повышения качества изделий является стандартизация качества муки [79]. В течение многих десятилетий многочисленными научными
коллективами ведутся многоплановые исследования по корректировке биохимического состава муки путем применения различных микроингредиентов - пищевых добавок и хлебопекарных улучшителей [10,38,56,71].
К их числу относятся растительные фосфолипиды, которые одновременно являются поверхностно-активными веществами и биологически-активными компонентами, играющими важную роль в большинстве метаболических процессов.
Фосфолипидные концентраты уже несколько десятилетий используются в качестве самостоятельной добавки, улучшающей свойства теста, качество хлебобулочных изделий и сохраняющей их свежесть, используется при приготовлении теста для бисквитов и кексов, в составе водно-жировых эмульсий для смазки пекарских форм и листов [105,106,107].
В течение нескольких последних лет потребители стали больше думать о здоровом питании, и это привело к появлению широкого ассортимента функциональных хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности. Перспективным направлением является использование натуральных пищевых обогатителей.
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Коррекция липидного состава муки за счет использования растительных фосфолипидов как пищевых добавок
Структурная формула фосфолипидов Фосфолипиды довольно многочисленны и разнообразны по своему составу и строению. Растительные фосфолипиды представлены в основном фракциями фосфатидилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилинозитолов, фосфатидилсеринов и фосфатидными кислотами. В состав фосфолипидов входят радикалы жирных кислот свойственные данному виду, сорту растений.
Соотношение отдельных фракций фосфолипидов является в основном генетически обусловленным признаком, т.е. определяется видом растения (таблица 1.4).
Однако возможны колебания в содержании отдельных фракций в пределах данного вида в зависимости от степени зрелости семян, погодных условий, почвенно-климатических зон произрастания. Обычно, в состав сырого соевого лецитина входят около 60-70% полярных липидов (фосфолипиды и гликолипиды), 28-35% соевого масла, менее 1% влаги. Кроме того, в нем содержатся углеводы, стеролы, токоферолы и пигменты [13].
Свойства фосфолипидов
Фосфолипиды не растворимы в воде, но набухают в ней. Большинство фосфолипидов нерастворимы в ацетоне (на этом свойстве основан метод определения их содержания в липидах, а также технологии получения изолятов фосфолипидов).
Коллоидно-химические свойства фосфолипидов определяются дифильным строением их молекул.
Липофильная (гидрофобная) часть молекул этих соединений представлена радикалами жирных кислот («хвост»), гидрофильная радикалами аминоспиртов, многоатомных спиртов или фосфорной кислоты («голова»).
Дифильное строение молекул фосфолипидов свидетельствует об их поверхностной активности, т.е. способности снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз за счет избирательной ориентации «хвостами» или «головами». По полярности (величине поверхностной активности) отдельные фракции фосфолипидов располагаются в следующий ряд [50]:
Фосфотидилхолины фосфатидилэтаноламины фосфатидилинозитол фосфатидные кислоты. фосфатидилглицерины Фосфолипиды относятся к мицеллярным поверхностно-активным веществам, т.е. они способны не только концентрироваться на межфазных границах, но и образовывать мицеллярные системы. В зависимости от особенностей строения эмульгатора, проявляющихся в соотношении между гидрофильными свойствами полярной группы и липофильными свойствами неполярной части молекулы ПАВ, могут образовываться как классические мицеллы в воде, так и обращенные мицеллы в неполярных растворителях [40.50].
Использование лецитина в хлебопечении Лецитин используют в хлебопечении очень давно. Многие зарубежные ученые исследовали влияние лецитинов на различные показатели теста и изделий из него. Еще в 1940 г. Салливан Б. [146] сообщил, что лецитин улучшает обработку теста, но не оказывает никакого воздействия на качество выпеченных изделий.
Пратт Д. [140] в 1945г. также установил, что добавление лецитина в количестве 0,25% улучшает обработку теста. Тесто становится суше, более эластичным и растяжимым. При разделке такое тесто почти не требуется посыпать мукой. Но в отличие от Салливана Б., сделал вывод, что добавление фосфолипидов улучшает качество выпеченных изделий: у изделий более мелкая пористость, улучшенная структура и более тонкая корочка. Пратт Д.
также установил, что лецитин увеличивает эффективность шортинга, достигая пика своего положительного воздействия на уровне 0,25-0,5% от веса муки. При добавлении лецитина выше 0,5% от массы муки Пратт отметил снижение улучшающего эффекта лецитина.
Вальрод Ф. [147] в 1947г. своими исследованиями подтвердил данные, полученные Праттом, что добавление лецитина улучшает растяжимость, машинную обработку, позволяет получить хлеб с улучшенной пористостью и структурой мякиша.
В то же время нашими учеными также велось исследование влияния свойств фосфолипидов на процесс хлебопечения.
Пучковой Л.И. и др. (в начале 50-х г.) [76] было установлено, что фосфолипиды обладают способностью вступать во взаимодействие с клейковинными белками, крахмальной фракцией муки, а также с жировыми компонентами с образованием сложных комплексных соединений. Это приводит к более равномерному распределению жира, улучшению свойств теста и качества готовых изделий. Ею было отмечено заметное улучшение качества изделий при добавлении фосфатидного концентрата в количестве 0,5% (от веса муки) и выше и при совместном его введении с жиром и сахаром.
Влияние фосфатидных концентратов (ФК) на реологические свойства теста и его клейковины изучалось рядом исследователей. Экспериментальные данные по этому вопросу довольно разноречивы. Так в одних работах есть указания на то, что тесто становится более «крепким» по консистенции, уменьшается его расплываемость, причем увеличиваются значения модуля сдвига, модуля упругости и вязкости релаксационной и упругого последействия.
Исследование возможности использования стандартизированного и гидролизованного лецитинов в низких концентрациях для улучшения хлебопекарных свойств муки
Основные технологические функции лецитинов в рецептурах пищевых продуктов связаны с их коллоидно-химическими характеристиками: - высокая поверхностная активность; -способность к образованию мицелл при определенных концентрациях ; -способность к солюбилизации, т.е. резкому увеличению растворимости жировых веществ в лецитиновых мицеллах; -высокая способность стабилизировать самые различные дисперсные системы; - хорошие антиадгезионные и пеногасящие свойства. [50]
Применение лецитинов в хлебопечении связано с их двумя основными свойствами: -образовывать и стабилизировать жировые эмульсии; -взаимодействовать со структурными компонентами теста (белками, углеводами, липидами) с образованием комплексных соединений, играющих важную роль в формировании структуры полуфабрикатов и качества изделий [63].
Поверхностная активность Работами многих исследователей показано, что улучшающее действие ПАВ на качество готовых изделий заключается в их взаимодействии со структурными компонентами теста.
Фосфолипиды, по мнению Пучковой Л.И., [76] образуют прочные адсорбционные комплексы с высокополимерными веществами теста и хлеба (с клейковиной, крахмалом и др. веществами). При этом изменяется молекулярная природа поверхности частиц, мицелл и структурных элементов клейковины, крахмала и других полимеров теста. При добавлении фосфолипидов, имеет место адсорбционное взаимодействие коллоидов теста и фосфолипидов. Адсорбционное взаимодействие фосфолипидов с клейковиной облегчает и усиливает гидратацию клейковины, что приводит к увеличению доли адсорбционно-связанной влаги в хлебе.
Адгезионно - когезионные свойства
Благодаря адгезионно - когезионным свойствам лецитина, облегчается относительное скольжение структурных компонентов теста и его белкового каркаса и включенных в него зерен крахмала.
Полагают, что благодаря этому увеличивается способность клейковинных пленок губчатого клейковинного каркаса теста растягиваться без разрыва под давлением растущих в объеме газовых пузырьков. Это может иметь следствием повышение газоудерживающей способности теста [4,132].
Эмульгирование
Эмульгирующий эффект лецитина обусловлен связями, которые стабилизируют структуру клейковины и увеличивают газоудержание. Так, лецитин, и особенно лизолецитин, распределяет газовые пузырьки равномерно, уменьшает размер пор, тем самым увеличивает пористость, что позволяют получать больший объем при расстойке [13].
Добавление лецитина [76] вызывает в тесте изменение степени дисперсности структурных элементов теста и их структурно-механических свойств. Это изменение обусловливает соответствующее изменение упруго-пластично-вязких свойств теста и в результате этого — объема, свойств и структуры мякиша хлеба.
Взаимодействие лизофосфолипидов с крахмалом Лизофосфолипиды дают различные преимущества в процессе приготовления хлебобулочных изделии, связанных с тем, что большая часть собственных полярных липидов пшеницы преимущественно лизофосфолипиды.
Аккер Л. [108] обнаружил, что добавление в тесто 0,1 и 0,4% от веса муки лизолецитина, экстрагированного из пшеницы, увеличивает объем хлеба на 10% и 28% соответственно.
По мнению Найтли В. [122], главная роль поверхностно-активного вещества в дрожжевых продуктах - это замедлять процесс черствения.
По многочисленным литературным данным [4,13,32,44,77,122] черствение выпечных изделий вызвано главным образом ретроградацией крахмала. Уже в процессе остывания выпеченного хлеба амилозные цепочки в жидкой фазе мякиша ассоциируются и образуют вне набухших зерен крахмала структурную сетку геля. Этот структурированный гель и придает, по мнению Шоча, мякишу свежего остывшего хлеба свойственные ему упругие свойства. Изменение реологических свойств мякиша хлеба при его черствении связано с ретроградацией молекул амилопектина. В результате беспорядочного ассоциирования амилопектиновых цепочек (точнее их ответвлений) образуется сетчатая структура, являющаяся основой образования структурированного геля. Это приводит к общему уменьшению объема набухших зерен крахмала мякиша, к увеличению их твердости и, как следствие, к увеличению твердости и крошливости мякиша.
Исследование влияния фосфолипидов на качество булочных изделий с различным содержанием жира и сахара
Результаты исследований физических свойств теста представлены в таблице 3.17. Анализ фаринограмм показал, что добавление лецитинов (стандартизированного и гидролизованного) приводит к снижению консистенции теста (максимальной и в конечный момент замеса). Наблюдается тенденция, отмеченная в п.3.2: с увеличением дозировки лецитина снижение показателя консистенции теста увеличивается. Стандартизированный лецитин в большей степени изменяет показатель эластичности и растяжимости теста (измеренный на 12 мин записи фаринограммы). Показатель эластичности и растяжимости снижается на 20 - 40 ед. прибора по сравнению с контролем. Физические свойства теста при введении лецитина с фосфолипазой изменяются в меньшей степени, чем при добавлении стандартизированного и гидролизованного лецитинов, т.е. тенденции тестообразования отмеченные в гл.3.2 при добавлении фосфолипазы сохраняются.
Влияние лецитинов на изменение физических свойств теста Образцы теста с добавлением лецитина в % к массе муки Свойства теста Максимальная консистенция теста, ЕФ Время образования теста, мин Эластичность ирастяжимостьмаксимальная, Стабильность теста, мин Разжижение теста, ЕФ Консистенция в конечный момент замеса, ЕФ Эластичность и растяжимость на 12 мин, ЕФ
Далее изучали влияние лецитинов в указанных дозировках на свойства готовых изделий. Результаты представлены в таблице 3.18. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что стандартизированный лецитин в меньшей степени влияет на увеличение удельного объема изделий, чем гидролизованный. Изменение физических свойств теста (снижение показателей консистенции теста) не приводит к уменьшению удельного объема изделий. Это согласуется с результатами, полученными в предыдущих исследованиях (п.3.2).
Гидролизованный лецитин и стандартизированный лецитин с фосфолипазой во всех исследуемых дозировках способствуют увеличению удельного объема изделий. Эффект от введения гидролизованного лецитина сопоставим с эффектом от введения стандартизированного лецитина и фосфолипазы.
Анализ органолептических и физико-химических показателей изделий позволил определить оптимальные дозировки лецитина.
Лучшими органолептическими свойствами обладают образцы с содержанием гидролизованного лецитина 0,5-1,5%. У этих изделий равномерная мелкая пористость, эластичный мякиш. Увеличение удельного объема при этих дозировках составляет 3 -17%. С увеличением дозировки цвет мякиша становится светло-желтым, ухудшается структура пористости, мякиш менее эластичный, чем у контроля, при нажатии восстанавливается не полностью (Приложение В).
При внесении стандартизированного лецитина и фосфолипазы изменяется эластичность изделий. Мякиш становится очень мягкий, эластичный, воздушный, но режется такое изделие хуже. Структура пористости также изменяется. Поры мелкие, но крупные встречаются чаще, чем у контрольного образца, за счет этого создается впечатление «вытянутости» пор. По потребительским свойствам можно рекомендовать к использованию дозировку фермента 0,00075%. Увеличение удельного объема при этой дозировке составляет 15%.
Стандартизированный лецитин улучшает органолептические показатели изделий. Введение лецитина способствует получению более равномерной тонкостенной пористости, эластичного мякиша, более равномерно окрашена корочка. Лучшими потребительскими свойствами обладают изделия с дозировкой стандартизированного лецитина 0,5-1,5%. При дальнейшем увеличении дозировки изменяется цвет мякиша, поры становятся толстостенными, а мякиш более плотный, чем у контроля. Изменение показателей качества изделий в процессе хранения
Результаты влияния стандартизированного лецитина на показатели качества изделий в процессе хранения представлены в таблице 3.19.
Стандартизированный лецитин при всех исследуемых дозировках в течение первых 20 часов хранения снижает значения модуля упругости, т.е. у этих изделий более мягкий эластичный мякиш, чем у контроля. При дальнейшем хранении более низкие значения модуля упругости (дольше сохраняют свежесть) имеют изделия с дозировками лецитина 1,0-1,5%. Так при хранении 96 часов значения модуля упругости у этих образцов ниже контрольного на 12 -16%.
Разработка рецептур булочных изделий для массового производства
За последние годы в систему общественного питания поступило большое количество технологического оборудования с широким спектром возможностей, в том числе и с автоматическим регулированием параметров тепловой обработки.
Для обеспечения необходимого подъема и внешнего вида изделий при выпечке необходимо задать параметры (влажность, температуру, время выпечки). С учетом общих рекомендаций в работе был разработан оптимальный режим выпечки мелкоштучных изделий из дрожжевого теста для пароконвектомата с автоматическим регулированием параметров тепловой обработки. Режим предусматривает три стадии: 1) 2 минуты при t=100C и влажности 80%; 2) 10 минут при t=180C и влажности 0%; 3) 2 минуты при t=200C и влажности 45%.
Пароконвектомат последовательно и непрерывно осуществляет все три стадии, и таким образом общее время приготовления составляет 14±2 мин (для различной степени загрузки аппарата).
Технология приготовления: Тесто готовят по традиционной технологии, лецитины вносят согласно разработанным рекомендациям, выпекают при режиме, описанном в п.4.2. Показатели качества Показатели качества булочки с маком приведены в Приложении В. По органолептическим показателям изделия соответствуют требованиям ГОСТ 27844-88.
По сравнению с изделиями, выпеченными по традиционной рецептуре без добавок, разработанные изделия имеют новые значения структурно-механических и физико-химических показателей.
В таблице 4.2 приведены данные показателей качества изделий. Результаты исследований структурно-механических и физико-химических показателей качества готовых изделий и теста приведены в главе 3. Таблица 4.2 - Структурно-механические и физико-химические показатели качества булочки с маком контрольный образец, это связано с тем, что указанные препараты вступают во взаимодействие с крахмалом и белками муки.
Наблюдаемые изменения показателя влажности связаны с тем, что внесенные лецитины увеличивают прочность связывания влаги в тесте. Это приводит к тому, что влажность теста, определяемая обычным методом ниже влажности контрольного изделия.
Модуль упругости у этих изделий, измеренный через 96 часов хранения ниже контрольного образца. Это указывает на то, что изделия в течение этого времени остаются более мягкие и могут быть употреблены в пищу.
Технология приготовления: Тесто готовят по традиционной технологии, лецитины вносят согласно разработанным рекомендациям, выпекают при режиме, описанном в п.4.2. Показатели качества
Показатели качества булочки по типу «Веснушка» приведены в таблице 4.4. По органолептическим показателям изделия соответствуют требованиям ГОСТ 24557-89. Как видно, изделия с лецитином и ферментом имеют больший объем, чем контрольный образец.
Модуль упругости у этих изделий, измеренный через 96 часов хранения ниже контрольного образца, это указывает на то, что изделия в течении этого времени остаются более мягкие и могут быть употреблены в пищу.
Разработка рецептур и технологии хлебобулочных изделий функционального назначения с применением лецитинов
Для разработки новых видов хлебобулочных изделий из дрожжевого теста функционального назначения за счет использования добавок, были выбраны лецитины с высоким содержанием фосфатидилхолина.
В рецептуру не входят жировые продукты, кроме лецитинов. Это обусловлено высокими дозировками лецитинов, за счет которых увеличивается калорийность продуктов. Рецептура высоколецитиновых булочных изделий приведена в таблице 4.7.
В дежу тестомесильной машины вливают подогретую до 35-40 С воду (60% общего количества жидкости), подготовленные дрожжи, всыпают муку (50% общего количества муки, предусмотренной рецептурой) и перемешивают до получения однородной массы. Поверхность опары посыпают мукой и ставят в помещение с температурой 35-40 С на 2.5-3,0 ч для брожения. Когда опара увеличится в объеме в 2,0-2,5 раза и начнет оседать, к ней добавляют остальную жидкость с растворенными в ней солью, затем перемешивают, всыпают остальную муку и лецитин и замешивают тесто. Тесто ставят на 2-2,5 часа для брожения. За время брожения тесто обминают один-два раза.
Куски теста помещают в смазанные растительным маслом формы, имеющие вид четырехугольной усеченной пирамиды. Ставят в теплое место для расстойки на 60 мин. Выпекают в формах.
