Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор литературы 9
1.1 Роль хлебобулочных изделий в обеспечении пищевого статуса населения России 9
1.2 Пути функционального обогащения хлебобулочных изделий 12
1.3 Экструдированные продукты: получение, свойства, направления использования 21
1.3.1 Трансформация основных компонентов в процессе экструзии 21
1.3.2 Классификация экструдатов 29
1.3.3 Состав, свойства зерновых экструдированных продуктов 32
1.3.4 Применение продуктов экструзионной технологии 3 6
Глава 2. Материалы и методы исследования 39
2.1 Организация работы и схема проведения эксперимента 39
2.2 Сырье и методы его исследования 41
2.3 Методы получения и исследования полуфабрикатов 42
2.4 Способы приготовления теста и методы его исследования 46
2.5 Оценка качества хлеба 48
2.6 Математические методы планирования эксперимента, обработки результатов исследований и оптимизации
Глава 3. Результаты исследований и их анализ 50
3.1 Сравнительные исследования зерновых экструдатов 50
3.1.1 Исследование физико-химических, микробиологических и структурно-механических свойств зерновых экструдатов
3.1.2 Исследование технологических свойств зерновых экструдатов 53
3.1.3 Изучение сорбционной способности экструдированных продуктов
3.2 Выбор экструдата для производства хлебобулочных изделий 80
3.3 Выбор соотношения мучных компонентов в рецептурных составах хлебобулочных изделий
3.4 Оптимизация рецептуры хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки с экструдатом ржи
3.5 Исследование влияния экструдата ржи на показатели жидкой ржаной закваски
3.6 Исследование влияния экструдата ржи на показатели качества и пищевую ценность готовых изделий из смеси ржаной и пшеничной
муки
3.7 Разработка рецептуры хлеба из сортовой пшеничной муки с внесением экструдата ржи
3.8 Исследование влияния экструдата ржи на процесс созревания теста 109
3.9 Влияние экструдата ржи на потребительские свойства хлеба из муки пшеничной первого сорта
Глава 4. Конкурентоспособность хлеба с экструдатом ржи
Выводы 123
Список использованной литературы 126
Приложения
- Пути функционального обогащения хлебобулочных изделий
- Сырье и методы его исследования
- Исследование технологических свойств зерновых экструдатов
- Конкурентоспособность хлеба с экструдатом ржи
Введение к работе
Современная высокая конкуренция среди производителей хлебобулочных изделий определяет повышенные требования к качеству продукции. Для повышения конкурентоспособности актуальным является расширение ассортимента массовых изделий, отвечающих целям сбалансированного и адекватного питания. Решение этой проблемы возможно путем:
глубоких исследований традиционных, разработки и внедрения новых биотехнологических процессов, позволяющих интенсифицировать производство, обеспечить высокое качество хлебобулочных изделий;
изысканием новых видов сырья, обладающих необходимыми технологическими свойствами, богатым химическим составом, структурные компоненты которого будут не только активизировать биотехнологические процессы производства хлеба, но и обогащать его комплексом биологически активных веществ, минеральных элементов, белков, липидов и витаминов.
Среди последних выделяют добавки нового поколения, позволяющие рационально использовать комплекс полезных свойств зерна, в том числе экстру-дированные полуфабрикаты. Продукты, полученные путем термопластической экструзии, характеризуются высокой пищевой ценностью и технологическими свойствами, обуславливающими целесообразность их широкого применения в производстве продуктов питания, в том числе различных групп хлебобулочных изделий.
Существенный теоретический и практический вклад в совершенствование технологии хлебобулочных изделий посредством использования новых функциональных видов сырья внесли своими исследованиями такие ученые, как Т.Б. Цыганова, Л.Н. Казанская, И.В. Матвеева, Л.П. Пащенко, А.С.Романов и др., в области экструзионной технологии и использования продуктов ее переработки - Л.И. Кузнецова, Г.О. Магомедов, А.Н. Остриков, В.Д. Малкина и
др.
С применением экструдатов появляется возможность направленного регулирования свойств пищевых продуктов, получения изделий стабильного качества с новыми нетрадиционными характеристиками. Наряду с этим, комплекс
6 характеристик экструдированных продуктов обуславливает более широкие перспективы их применения, в том числе в производстве кондитерских и хлебобулочных изделий. Исследования в этом направлении проведены в отношении экструдированной ржаной муки, как компонента рецептуры заварных сортов хлеба. В то же время экструдированные продукты, полученные из целого зерна в силу своего химического состава, помимо интенсификации биотехнологических процессов могут выполнять функции минерального, витаминного обогатителя, носителя пищевых волокон. В связи с чем, необходима выработка подходов к направлениям использования экструдированных продуктов в технологии хлебопечения, которые могут быть основаны только на определении совокупности характеристик и роли каждого фактора в биотехнологических процессах и формировании свойств готовых изделий. В связи с чем, представляется своевременным и актуальным проведение комплексных исследований, направленных на изучение свойств, разработку рецептурных составов и технологических решений производства хлебобулочных изделий с использованием зерновых эктрудатов.
Цель и задачи исследования: научное обоснование, разработка рецептурных составов и технологических решений производства хлеба с высокими потребительскими свойствами посредством использования экструдата ржи.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- исследование органолептических, физико-химических, структурно-
механических и микробиологических характеристик зерновых экструдатов с
позиций их совместимости с производством хлебобулочных изделий;
определение технологических свойств экструдированных полуфабрикатов для обоснования выбора направлений их использования в технологии хлеба;
изучение отдельных аспектов сорбционной способности экструдатов для обоснования их функциональных свойств (связывание и выведение из организма солей тяжелых металлов);
выбор экструдированного полуфабриката по совокупности состава, физико-химических и технологических показателей;
- исследование влияния экструдированных полуфабрикатов ржи на хле
бопекарные свойства мучных смесей для выбора технологий хлебобулочных
изделий;
исследование влияния экструдата ржи на закономерности биотехнологических процессов производства хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки и сортовой пшеничной муки;
оптимизация рецептурных составов хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки и сортовой пшеничной муки;
исследование показателей качества и пищевой ценности хлеба с экстру-датом ржи;
определение конкурентоспособности хлеба с экструдатом ржи, полученного по разработанным рецептурным составам и параметрам технологии;
апробация результатов исследования в промышленных условиях.
Научная новизна. На основе системного подхода проведены комплексные исследования зерновых экструдатов и технологических операций производства хлеба, направленные на повышение потребительских свойств готовых изделий.
Изучены физико-химические, структурно-механические, микробиологические, сорбционные, технологические свойства и состав экструдатов кукурузы, риса, ржи. Обоснованы направления их использования в производстве различных видов хлебобулочных изделий.
Установлено влияние экструдата ржи на хлебопекарные свойства мучной основы рецептурной смеси, позволившее осуществить выбор технологии хлеба.
Изучена динамика биотехнологических процессов созревания закваски и теста с внесением экструдата ржи. Оптимизированы рецептуры хлеба из смеси ржаной и пшеничной и пшеничной муки.
Установлено влияние экструда ржи на качество и потребительские свойства хлеба.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработаны способы повышения потребительских свойств хлеба:
- внесением экструдата ржи в состав питательной смеси на стадии приготовления жидкой ржаной закваски;
использованием экструдата ржи в рецептурном составе хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки на стадии приготовления теста;
внесением экструдата ржи совместно с отрубями в рецептурный состав хлеба из сортовой пшеничной муки.
Разработаны проекты технической документации на хлеб ржано-пшеничный с экструдатом ржи (РІД, ТИ 9113-001-02069929-2008) и хлеб пшеничный с пищевыми волокнами (РЦ, ТИ 9114-002-02069929-2008).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России» (Орел, 2006), VII Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2007), Международной научно-практической конференции «Инновации и бизнес» (Орел, 2007), Международной научно-практической конференции «V Омские торгово-экономические чтения» (Омск, 2007), Международной научно-практической конференции «Мировой опыт и перспективы развития сельского хозяйства» (Воронеж, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития и совершенствования торговых отношений в России» (Воронеж, 2007), VIII Межрегиональной научно-практической конференции «Теория и практика коммерческой деятельности» (Красноярск, 2007).
Проведена производственная апробация способа производства хлеба с внесением экструдата ржи в условиях ОАО «Ростовский хлебозавод № 1».
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 работ, в том числе 1 статья в журнале из списка ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части из 3 глав, списка использованных источников литературы, 12 приложений. Список литературы включает 158 источников российских и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 140 страницах основного текста, включает 35 рисунков и 37 таблиц. Приложения содержат акты производственных испытаний на ОАО «Ростовский хлебозавод № 1».
Пути функционального обогащения хлебобулочных изделий
В исследованиях и практической реализации в зависимости от поставленной цели выделяют несколько традиционных направлений обогащения хлебобулочных изделий: - повышение белковой ценности хлеба; - повышение минеральной ценности; - повышение витаминной ценности; - повышение других показателей качества хлеба, влияющих на его пищевую ценность [6]. Современные тенденции науки о питании позволяют дополнить данные направления комплексным или полифункциональным обогащением рецептурных составов хлебобулочных изделий и введением источников пищевых волокон.
В зависимости от происхождения источников обогащения С.Я. Корячки-на [57] предлагает их деление на две группы: - первая — полученные из природного сырья (продукты из овощей, фруктовые порошки, молочные и другие продукты);
- вторая - полученные химическим путем (минеральные соединения и др.), путем микробиологического синтеза (витамины, аминокислоты и др.) или сложной обработки природных материалов (микрокристаллическая целлюлоза и др.).
В отдельную группу могут быть отнесены сырьевые компоненты, позволяющие использовать комплекс полезных свойств зерна (крупка, экструдаты, плющеное и проращенное зерно и др.).
Помимо обогащающих компонентов в технологии хлеба традиционно используются пищевые добавки и хлебопекарные улучшители, интенсифицирующие технологический процесс, повышающие микробиологическую чистоту изделий, корректирующие свойства исходного сырья, замедляющие черствение хлеба и выполняющие другие функции [96].
В дальнейшем более подробно остановимся на добавках, используемых для достижения задач, решаемых в работе — дифференцированное и комплексное обогащение хлебобулочных изделий минеральными веществами, витаминами, пищевыми волокнами.
Большинство из них можно классифицировать как «природные комплексы», обладающие совокупностью компонентов, физиологически необходимых для организма человека. К таким добавкам, в первую очередь, относятся продукты переработки плодов и овощей [45, 54, 56, 73, 76]. Так, например, порошок из выжимок тыквы в дозировке 5-10 % , помимо повышения пищевой ценности хлеба, позволяет на 25-30 % сократить продолжительность производственного цикла [5]. Благоприятно влияют на процесс брожения, структурно-механические свойства теста и качество готовых изделий пюре из тыквы, моркови и свеклы соответственно в дозировках 8-12, 8 и 4-8 % от массы муки. Отмечают увеличение на 2-3 % выхода изделий, замедление их черствения [56]. Порошок из яблочных выжимок в дозировке 10-20 % интенсифицирует технологический процесс и обогащает хлеб пищевыми волокнами, содержание которых в порошке составляет 19-25 % по клетчатке и 5-8 % по пектину [42]. Большее влияние на органолептические показатели готовых изделий оказывает другая добавка на основе яблок - повидло. Разработанные рецептуры на хлеб прибалтийский из ржаной и хлеб пулковский смеси ржаной и пшеничной муки включают 10 и 5 % яблочного повидла [42].
Известно применение сахаросодержащего свекольного порошка [125], пасты из сахарной свеклы [13]. Сахаросодержащий свекольный порошок содержит около 70 % сахарозы, кроме того, белок, пектин, минеральные вещества - фосфор, калий, магний, железо, цинк, марганец [42]. Паста сахарной свеклы имеет богатый химический состав и содержит 75 % воды, 17,5 5 сахарозы, 1,2 % клетчатки, 2,4 % пектиновых веществ, 1,1 % гемицеллюлозы, 0,3 % сапонинов, 0,6 % белков, 0,5 % азотсодержащих веществ, 0,9 % органических кислот, 0,5 % минеральных веществ (К20, Na20, Р2О5). Внесение в равных частях в закваску и тесто 15 % пасты из сахарной свеклы, увеличивает эффективную вязкость и коэффициент консистенции теста, снижает адгезионное давление [13]. При этом повышается пищевая ценность готовых изделий, происходит их обогащение биологически активными веществами [13].
Другими примерами комплексного обогащения хлебобулочных изделий также может служить использование вишневых отстоев [92], продуктов переработки (соков, экстрактов, паст, гомогенатов, пюре, порошков) тыквы, айвы, калины, рябины, облепихи, моркови, капусты, свеклы и их смесей, грибов [4, 5, 42, 58]. Анализ пищевой ценности изделий с овощными добавками показал, что содержание калия в них возрастает на 17,1, 16,3 и 26,2 % для моркови, капусты и свеклы соответственно. Особенно повышает минеральную ценность внесение свекольного пюре: содержание кальция, магния и железа по сравнению с контролем возрастает на 13,1, 11,7 и 7,6 %. Внесение морковного, обле-пихового, калинового и рябинового пюре обогащает изделия В-каротином [58]. А экстракт ягод рябины, рябиновая мука или сухая прессованная пульпа оказывают ингибирующее действие на Bacillus mesentericus [155]. Необходимо отметить, что полуфабрикаты на основе плодов и овощей характеризуются высоким содержанием моно- и дисахаридов, что способствует интенсификации биотехнологических процессов, улучшению органолептических и физико-химических показателей готовых изделий, замедлению процесса черствения. Кроме того, присутствие в их составе пектиновых веществ обуславливает способность хлебобулочных изделий связывать и выводить соли тяжелых металлов и радионуклиды, улучшать структурно-механические показатели теста из муки с низкими хлебопекарными свойствами [120]. Обогащающие компоненты могут выступать и в качестве бродильного агента. Такой способ, основанный на использовании хмелевой вытяжки, предложен В.Н. Касьяненко и Т.А.Петрищевым [94].
Разработаны рецептуры хлеба с мукой из семян расторопши [25]. Добавка оказывает лечебно-профилактическое действие, выражающееся в предотвращении всасывания токсических соединений, поступающих с пищей и водой; защите организма от действия химических и физических факторов, провоцирующих развитие опухолей; повышении сопротивляемости организма и усилении его иммунитета [25].
Исследованиями американских ученых показано, что ягоды голубики содержат широкий спектр антоцианов, каротинов, кверцетин другие соединения, снижающие риск возникновения онкологических заболеваний и обладающих геронтологическим эффектом. Ягоды голубики совместимы с продуктами зернового происхождения и могут быть использованы в производстве хлебобулочных изделий [151].
Проведены испытания по замене ферментированного солода при выработке заварных сортов хлеба на концентрат квасного сусла [44]. Положительный эффект от его использования получен при дозировке 2,5-5,0 % и связан с составом концентрата, включающим фруктозу, глюкозу, мальтозу, сахарозу, декстрины, минеральные и другие вещества. Аналогичные результаты получены при использовании и полисолодового экстракта [125].
Исследована возможность применения картофелепродуктов (сухого картофельного пюре, крупки, хлопьев). В дозировке 5 % они смягчают вкус хлеба, придавая сладковатый оттенок, и замедляют процесс черствения мякиша [33, 42]. Функциональной добавкой, характеризующейся высоким содержанием пищевых волокон, калия, фосфора, кальция, магния, железа, цинка, меди, признана картофельная мезга [154]. Препараты картофельной клетчатки рекомендованы для повышения функциональных и улучшения реологических свойств теста и хлеба из пшеничной муки [154]. Разработана и внедряется нормативная документация на хлеб с добавлением овсяных хлопьев, пшеничной и ячневой крупки, гречневого продела [59, 62], овсяного толокна [58], ячменной, пшенной, овсяной, рисовой муки [65], муки тритикале [153], проращенного бурого риса [157].
Сырье и методы его исследования
Дрожжи прессованные хлебопекарные по ГОСТ 171 получали с ОАО «Дрожжевой завод» (г. Ростов-на-Дону). В работе использовали дрожжи сухие «Фермипан» (производитель «Гист-Брокадес», Нидерланды), «Саф-Левюр» («Лесаффр», Франция), «Юва» («Озмая», Турция).
Соль поваренная пищевая соответствовала требованиям ГОСТ Р 51574, отруби пшеничные - ГОСТ 7169, сахар-песок - ГОСТ 21, масло подсолнечное -ГОСТ 1129, маргарин - ГОСТ Р 52178, вода питьевая по СанПиН 2.1.4.1074-01.
Состав и свойства экструдатов представлены в соответствующем разделе работы, связанном с изучением перспектив их применения в производстве хлебобулочных изделий.
Муку пшеничную хлебопекарную и общего назначения анализировали по ГОСТ 9404, ГОСТ 26361, ГОСТ 27493, ГОСТ 27558, ГОСТ 27839, ГОСТ 27676 и методам, принятым в хлебопекарной промышленности [100]. Автоли-тическую активность муки определяли на приборе 11411-3, цвет муки - на приборе СКИБ-М, обеспечивающем единство измерений белизны муки прибором РЗ-БПЛ (РЗ-БПЛ-Ц) в пределах нормативов, предусмотренных ГОСТ 26361.
Муку ржаную обдирную анализировали по ГОСТ 9404, 27493, 27558, 27676. Дрожжи хлебопекарные прессованные анализировали по ГОСТ 171. 2.3 Методы получения и исследования полуфабрикатов
В работе использовали экструдированные зерновые продукты, полученные в производственных условиях ОАО «Воронежская кондитерская фабрика» на экструдере КМЗ-2У при температуре 150-195 С, продолжительности 30-40 с, частоте вращения основного шнека 38,2±2,0 с"1, шнека-дозатора- 11,4±1,0с-1, диаметре выходного отверстия матрицы 8 мм с последующим измельчением в микромельнице КД-1.
В экструдатах определяли органолептические показатели по ГОСТ 15113.3, массовую долю влаги - по ГОСТ 15113.4, кислотность - по ГОСТ 15113.5, массовую долю редуцирующих веществ и общего сахара — феррициа-нидным методом в фотоэлектроколориметрической модификации, крахмала — поляриметрическим методом Эверса [80], общего азота — методом Къельдаля [80], аминокислот - методом ионообменной хроматографии на атомно-абсорбционного спектрофотометра ААС-СА-10МП [152]. Для определения водорастворимого белка использовали биуретовый метод [72]. Для определения клетчатки - метод, основанный на нерастворимости ее в смеси уксусной и азотной кислот в модификации [80]. Объемную массу и угол естественного откоса определяли методами, принятыми в мукомольной промышленности [15]. Минеральный состав экструдатов — на атомно-абсорбционном спектрофотометре, полярографа ABC 1. и химическими методами [98]; витамины Bi , В2 - флуориметрическим методом [111]. При расчете аминокислотного скора состав идеального белка был принят по данным ФАО/ВОЗ [95,144]. Отбор проб для микробиологических анализов проводили по ГОСТ 26668, подготовку проб — по ГОСТ 26669, культивирование микроорганизмов — по ГОСТ 26670, определение количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов - по ГОСТ 10444.15, дрожжей и плесневых грибов - по ГОСТ 30518, выявление бактерий группы кишечной палочки (колиформных бактерий ) - по ГОСТ 30519, бактерий рода Salmonella по ГОСТ Р 50480 и методическим рекомендациям [71]. Исследование технологических свойств экструдированных полуфабрикатов осуществляли методами [51, 52]. Для определения жироэмульгирующей способности (ЖЭС) экструдатов навеску массой 1 г помещали в мешалку, добавляли 25 см дистиллированной воды и суспендировали 1 мин при 4000 мин"1. Затем к смеси добавляли 25 см3 рафинированного подсолнечного масла и эмульгировали 2 мин со скоростью 7500 мин"1. После этого эмульсию разливали в 3 калиброванные пробирки и центрифугировали 5 мин при 2000 мин" . Жироэмульгирующую способность оценивали как отношение объема эмульсии к объему общей системы, выраженное в процентах.
Для определения жиросвязывающей способности (ЖСС) навеску экстру-дата массой 0,5 г помещали во взвешенную центрифужную пробирку, добавляли 5 см3 рафинированного подсолнечного масла и перемешивали в течение 1 мин при 1000 мин"1. Смесь оставляли в покое на 5 минут, после чего её центрифугировали 15 минут со скоростью 4000 мин"1. Неадсорбированное масло сливали, а пробирки в перевернутом положении оставляли на фильтровальной бумаге. Через 10 минут пробирки взвешивали и рассчитывали ЖСС как отношение массы масла, связанного экструдатом, к исходной массе последнего.
Для определения влияния рН на растворимость экструдатов, навеску про-дукта массой 1 г размешивали с 5 см растворителя до однородной консистен-ции, после чего добавляли еще 35 см раствора с рНМ...Ю. Перемешивали в течение 1 часа. После перемешивания содержимое переносили в мерную колбу на 50 см и соответствующим растворителем доводили её объем до метки. Содержимое колбы центрифугировали 15 минут при 7500 мин"1, после чего в центрифугате определяли количество сухих веществ на рефрактометре. Растворимость экструдатов рассчитывали как количество сухих веществ, перешедших в раствор, выраженное в процентах.
Для определения растворимости экструдатов в зависимости от темпера-туры в колбу на 50 см помещали 1 г продукта и приливали 16 см дистиллированной воды. Колбу ставили на водяную баню и периодически встряхивали в течение 30 минут. Суспензию центрифугировали 15 минут при 4000 мин"1, цен-трифугат сливали в мерную колбу на 50 см . Осадок еще дважды экстрагировали водой, сливая в одну и туже колбу. Содержимое последней доводили до метки водой и в растворе определяли количество сухих веществ на рефрактометре.
Для определения водосвязывающей способности (ВСС) навеску экстру-дата массой 1 г помещали во взвешенную центрифужную пробирку, добавляли 10 см3 дистиллированой воды и перемешивали в течение 1 минуты. Смесь оставляли в покое на 30 минут, после чего её центрифугировали 5 минут со скоростью 4000 мин"1. Неадсорбированную воду сливали и пробирки взвешивали. ВСС рассчитывали как отношение массы воды, связанной экструдатом, к исходной массе последнего.
Отдельные специальные методы анализа приведены в разделах экспериментальных исследований. Определение сорбционной способности экструдатов осуществляли йодо-метрическим и оптическим методами. Для проведения сорбции брали навески измельченных экструдатов (фракция с размером частиц 0,5 мм) массой 0,5 г на технических весах с точностью до 0,01 г и помещали в колбы, затем добавляли 50 см раствора сульфата меди с соответствующими концентрациями. Использование фракции с размером частиц 0,5 мм связано с предположением максимальных, ввиду самой развитой поверхности контакта фаз, протекторных свойств этого полуфабриката. Сорбцию проводили в течение 30 мин при перемешивании. Растворы отфильтровывали через складчатый фильтр. Затем определяли содержание меди в исходных растворах и фильтратах методом йодомет-рического титрования и оптическим методом.
Исследование технологических свойств зерновых экструдатов
С целью определения направлений использования зерновых экструдатов по видам хлебобулочных изделий и особенностям технологий исследовали такие свойства, как жироэмульгирующая, жиросвязывающая, водосвязывающая способность, растворимость.
Зависимость жироэмульгирующей способности экструдатов от температуры Как показали результаты исследований, максимальной жироэмульгирующей способностью обладает экструдат риса. Причем в отличие от других полуфабрикатов его жироэмульгирующая способность имеет тенденцию возрастать с увеличением температуры до 60 С. Для экструдатов ржи и кукурузы жироэмульгирующая способность достигает максимума при 40 С, затем незначительно снижается. Рассмотренные температурные интервалы включают процесс денатурации белковых веществ и клейстеризации крахмала. Известно, что белки обладают свойством поверхностно-активных веществ [35]. Денатурационные процессы в белке приводят к изменению их свойств, что сказывается на снижении жироэмульгирующей способности при повышении температуры до 50-60 С. Минимальной жироэмульгирующей способностью обладает экстру-дат ржи, что с практической точки зрения показывает целесообразность его использования в рецептурных составах с минимальным содержанием жировых компонентов. Хотя для окончательного вывода по этому вопросу необходимо исследование жироэмульгирующей способности экструдатов.
Что касается закономерности, проявленной экструдатом риса, то он имеет минимальное содержание белка. Вероятно, на его жироэмульгирующую способность с ростом температуры можно объяснить снижением вязкости растительного масла, соответственно повышением степени дисперсности «шариков» и увеличением поверхности контакта фаз. А.В. Зубченко считает [38,39], что основное влияние температуры необходимо оценивать по изменению поверхностного натяжения и абсорбции эмульгаторов на поверхности раздела фаз. В практически несмешивающихся жидкостях повышение температуры сопровождается уменьшением межфазного натяжения, что оказывает положительное влияние на процесс диспергирования. Поверхностное натяжение является одним из основных факторов, определяющих диспергируемость системы. Чем оно ниже, тем мельче капли эмульсии при определенной интенсивности перемешивания, тем стабильнее эмульсия [38,39].
Аналогично экструдату кукурузы, лучшей ЖЭС обладают фракции экс-трудированных риса и ржи с размерами частиц 0,5 мм, худшей — с размерами 1 мм. Что подтверждает целесообразность использования в высокорецептурных изделиях экструдаты с меньшим размером частиц - в пределах 0,5 мм.
В интервале температур от 20 до 40 С наблюдается увеличение ЖЭС, при дальнейшем увеличении температуры, ЖЭС уменьшалась. Судя по полученным зависимостям, в качестве перешедших в раствор поверхностно-активных веществ экструдатов выступают, в основном, вещества белковой природы. Хотя, возможно, на характер процесса определенное влияние оказывает воздушная фаза. Воздух «запертый» в порах материала (чем меньше размер пор, тем в большей степени), способен менять характер взаимодействие на поверхности раздела фаз.
Вероятно, уменьшение размера частиц способствует росту поверхности контакта фаз и, соответственно, жироэмульгирующей способности более диспергированного экструдата. Максимальная способность экструдата кукурузы эмульгировать жир (46,6 %) наблюдалась при продолжительности приготовления эмульсии 5 мин для фракций с размером частиц 0,5 мм. Для остальных фракций (частицы 1мм и 2,5 мм) при продолжительности эмульгирования 5 мин ЖЭС достигала так же максимального значения (41,2 % и 43,2 % соответственно). Таким образом, из приведенных выше исследований по изучению зависимости ЖЭС от температуры, продолжительности эмульгирования и гранулометрического состава экструдата следует, что: - наилучшей способностью экструдатов эмульгировать жир обладает более мелкая фракция (размер частиц 0,5 мм) и ее можно рекомендовать в производстве изделий, одной из стадий технологии которых является приготовление эмульсии; - жироэмульгирующая способность экструдатов зависит от температуры и проявляет свои максимальные характеристики в интервале от 30 до 40 С, что вполне соответствует параметрам приготовления теста, даже в условиях ускоренных технологий.
Конкурентоспособность хлеба с экструдатом ржи
В результате исследования свойств зерновых экструдатов и закономерностей их влияния на потребительские свойства хлебобулочных изделий установлено: 1. Экструдированные зерновые полуфабрикаты характеризуются комплексом органолептических, физико-химических, структурно-механических характеристик, высоким содержанием пищевых волокон, макро- и микроэлементов, обуславливающим их целесообразность использования в производстве пищевых продуктов. По микробиологическим показателям соответствуют требованиям СаНПиН 2.3.2.1078-01. 2. Технологические свойства экструдатов определяются компонентным составом, в первую очередь физико-химическими и электрохимическими свойствами белковых веществ и углеводов, а также гранулометрическим составом, включая степень измельчения крахмальных зерен: - жироэмульгирующая способность экструдатов увеличивается с ростом температуры в интервале 20-60 С, уменьшением размера частиц до 0,5 мм; увеличением продолжительности эмульгирования до 5 мин. - жиросвязывающая способность экструдатов растет с повышением температуры в интервале 20-60 С, увеличением размера частиц до 2,5 мм, ростом продолжительности перемешивания до 3 мин (при 1000 мин_1); - растворимость экструдатов минимальна в интервале рН 5,0-6,0; увеличивается с уменьшением размера частиц до 0,5 мм, ростом температуры до 30-40 С; - водосвязывающая способность экструдатов уменьшается с увеличением размера частиц до 2,5 мм и ростом температуры до 50- 60 С. 3. Зерновые экструдаты обладают способностью сорбировать Си2+. Экспе риментальные данные попадают под описание теорией Ленгмюра. Определены значения предельной сорбции, константа сорбционно-десорбционного равнове сия. Установлена большая сорбционная способность экструдатов ржи по срав нению с экструдатом риса. 4. Экструдат ржи по сравнению с экструдатами риса и кукурузы в большей степени удовлетворяет решению задачи полифункционального обогащения хлебобулочных изделий, что обосновано использованием метода принятия ре шений в условиях многоаспектной оценки сырьевого ресурса, основанного на теории нечетких множеств. 5. Экструдат ржи оказывает существенное влияние на хлебопекарные свойства мучной смеси с сортовой пшеничной мукой: повышается автолитиче ская активность, снижаются показатель цвета, массовая доля и качество клей ковины. Граничным значением, требующим переход к технологии с подкисляющими полуфабрикатами, является дозировка экструдата ржи 10-20 % от массы муки.
В производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки экструдат ржи целесообразно использовать: - для полифункционального обогащения хлеба - на стадии приготовления теста в дозировке 28,6-28,7 % от массы муки, что способствует увеличению в хлебе содержания ряда физиологически важных нутриентов — белка - на 10 %, клетчатки — на 50 %, калия, кальция, магния, фосфора, железа соответственно на 13, 27, 32, 17 и 15 %, тиамина и ниацина соответственно на 23 и 5 %. - для улучшения органолептических и физико-химических показателей хлеба, интенсификации биохимических и микробиологических процессов, улучшения транспортирования и точности дозирования - на стадии приготовления закваски в дозировке 7,5-10 % от массы питательной смеси.
В производстве хлеба из сортовой пшеничной муки экструдат ржи целе сообразно вносить совместно с пшеничными отрубями соответственно в дози ровке 10 и 6 % к массе муки при использовании ускоренных технологий приго товления теста. При этом интенсифицируются процессы кислото- и газообразо вания, способствующие формированию вкуса, аромата и структуры пористости готовых изделий. Хлеб, приготовленный по предложенной технологии, по сравнению с изделиями из пшеничной муки способствует увеличению удовле творения суточной потребности в клетчатке в 3,2 раза, фосфоре в 2,5 раза, кальции, магнии, железе, тиамине, рибофлавине, ниацине соответственно - на 66,61,56,20,23,36%.
Интегральный показатель конкурентоспособности хлеба с внесением экструдата ржи из сортовой пшеничной муки, определенный на основе сводных индексов технических и экономических параметров, составляет 1,04, из смеси ржаной и пшеничной муки - 1,05, что подтверждает конкурентоспособность хлебобулочных изделий с внесением экструдата ржи.
По результатам исследований разработаны проекты технической документации на хлеб ржано-пшеничный с экструдатом ржи (РЦ, ТИ 9113-001-02069929-2008) и хлеб пшеничный с пищевыми волокнами (РЦ, ТИ 9114-002-02069929-2008).
