«С.Я. Корячкина, Н.А. Березина, Ю.В. Гончаров и др. ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ, МАКАРОННЫХ И КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ Орел 2011 УДК 664.14+664.6]-027.31 ББК 36.86+36.83 И66 Рецензенты: доктор сельскохозяйственных ...»

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ, МАКАРОННЫХ

И КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ

КОМПЛЕКС»

С.Я. Корячкина, Н.А. Березина, Ю.В. Гончаров и др.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ, МАКАРОННЫХ

И КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Орел 2011 УДК 664.14+664.6]-027.31 ББК 36.86+36. И Рецензенты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, кафедры «Технология и товароведение продуктов питания»

Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Государственный университет – учебно-научнопроизводственный комплекс»

А.И. Шилов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология, организация и гигиены питания»

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Орловский государственный институт экономики и торговли»

О.Л. Ладнова И66 Инновационные технологии хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий: монография / [С.Я. Корячкина, Н.А.

Березина, Ю.В. Гончаров и др.]; под редакцией д-ра техн. наук, проф.

С.Я. Корячкиной. – Орел: ФГОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», 2011. – 265 с.

ISBN 978-5-93932-304- В монографии представлены инновационные технологии хлебобулочных, макаронных, и кондитерских изделий, а именно мармелада функционального назначения; кексовых и бисквитных полуфабрикатов и крекеров с использованием нетрадиционных видов муки, плодовых и овощных пюре, паст, порошков и пищевых волокон; ржано-пшеничных сортов хлеба с применением сахаросодержащих паст из картофеля и сахарной свеклы; хлебобулочных изделий из целого зерна пшеницы, ржи и тритикале; показаны перспективы создания и применения готовых мучных смесей для хлебобулочных и мучных кондитерских и изделий, а также способы повышения качества основного сырья для макаронного производства.

Для специалистов хлебопекарной, макаронной и кондитерской промышленностей, аспирантов и студентов.

УДК 664.14+664.6]-027. ББК 36.86+36. ISBN 978-5-93932-304-8 © ФГОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», Введение Питание - важнейший фактор внешней среды, который опре-деляет правильное развитие, состояние здоровья и трудоспособность человека. Именно поэтому организация питания населения на научно-гигиенической основе поднята в нашей стране до уровня общегосударственной задачи. Одним из приоритетных направлений Государственной политики России является формирование системы здорового питания населения, что отражено в распоряжении Правительства РФ «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года», утвержденном 25 октября 2010 года (№ 1873-р).

Разработка инновационных технологий производства функцио-нальных сортов хлеба, мучных кондитерских, макаронных и конди-терских изделий, характеризующихся высокой пищевой ценностью, адаптированных к особенностям нарушения обмена веществ, благоприятно влияющих на функциональное состояние органов пищеварения и метаболические процессы в организме, является одним из перспективных направлений в решении проблем улучшения здоровья населения и предупреждения развития многих заболеваний.

За последние годы в 52 субъектах РФ были внедрены программы «Здоровое питание», «Здоровое питание - здоровье нации», «Здоровье нации - основа процветания России» и др. В 2008 г. Федеральной службой в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека утверждены методические рекомендации MP 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», которые являются государственным нормативным документом, определяющим величины физиологически обоснован-ных современной наукой о питании норм потребления независимых (эссенциальных) пищевых веществ и источников энергии, адекватные уровни потребления микронутриентов и биологически активных веществ с установленным физиологическим действием.

Работы по изысканию новых видов источников экологически чистого сырья, имеющего высокие технологические характеристики и обладающего профилактическими свойствами, ведутся в различных направлениях. Одно из них предполагает использование природных, в основном растительных источников сырья, содержащих наряду с незаменимыми пищевыми веществами другие ценные в физиоло-гическом отношении минорные и биологически активные вещества.

Создание функциональных пищевых продуктов связано с сущест-венной модификацией, которой подвергается как состав продукта, так и способ его получения. Совокупность этих модификаций и составляет новую технологию продукта. Отечественное производство функциональных пищевых продуктов развивается сегодня в направлении обогащения традиционных продуктов белками, витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами на фоне общей тенденции к уменьшению их калорийности. В основе технологий функциональных продуктов питания лежит модификация традиционных, обеспечивающих повышение содержания полезных ингредиентов до уровня, соотносимого с физиологическими нормами их потребления (20 % - 30 % от средней суточной потребности).

Наиболее рациональным способом создания функциональных продуктов в хлебопекарной, макаронной и кондитерской отраслях является введение в рецептуру данных продуктов натуральных ингредиентов растительного и животного происхождения, нетрадиционных для этих отраслей, что позволяет повысить пищевую ценность хлеба, макаронных и кондитерских изделий, улучшить их органолептические и физико-химические показатели, создать группу новых сортов, интенсифицировать технологические процессы производства, улучшить качество при переработке сырья с низкими хлебопекарными и макаронными свойствами, обеспечить экономию основного и дополнительного сырья.

Основными технологическими задачами разработки продуктов функционального назначения являются выбор обогащающих ингредиентов, их количеств, комплексов и соотношений в комплексе, исследование влияния этих комплексов на свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий, выбор стадии, способа и формы введения функционального ингредиента в продукт и внесение уточнений и изменений параметров отдельных стадий процесса получения готового продукта. В то же время необходимо так разработать технологию, чтобы учесть потенциальную возможность функциональных ингредиентов не изменять потребительские свойства пищевого продукта.

На кафедре «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства» ФГОУ ВПО «Государственный университет - учебно-научнопроизводственный комплекс» под руководством заведующей кафедрой, д.т.н., профессора Корячкиной С.Я. создан новый широкий ассортимент продуктов питания функционального назначения с учетом всех вышеперечисленных требований.

Авторский коллектив: Березина Н.А. (введение, главы 6, 7), Гончаров Ю.В.

(введение, глава 9), Корячкина С.Я. (введение, главы 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11), Кузнецова Е.А.

(введение, главы 9, 11), Лазарева Т.Н. (введение, глава 4), Матвеева Т.В. (введение, главы 3, 6), Осипова Г.А (введение, глава 1), Пригарина О.М. (введение, глава 10), Румянцева В.В. (введение, глава 2 ), Сапронова Н. (введение, главы 3, 5), Хмелёва Е.В.

(введение, глава 8), Черепнина Л.В. (введение, глава 11).

ГЛАВА 1 СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МУКИ

ПШЕНИЧНОЙ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ ДЛЯ

МАКАРОННОГО ПРОИЗВОДСТВА

На рынке продуктов питания широким спросом пользуются высококачественные и недорогие продукты повседневного ассортимента. Это в полной мере относится к такому незаменимому продукту, как макаронные изделия. Рынок макаронных изделий России оценивается в $470 млн или в 880 тыс. т ежегодно с ростом потребления около 5 % и производства – 10 % [1].

В макаронном сообществе в настоящее время существует два лагеря: сторонники зерна твердых сортов и сторонники зерна мягких сортов пшеницы. Считалось и считается, что для производства качественных макаронных изделий предпочтительнее использовать муку твердых сортов пшеницы. В некоторых европейских странах даже на законодательном уровне запрещено использование муки из мягких сортов пшеницы. Но цены на твердые сорта пшеницы всегда выше и, следовательно, макаронные изделия из такой муки дешевыми быть не могут [1]. При этом известно, что на долю твердой пшеницы приходится в десятки раз меньше посевных площадей, чем на долю мягких сортов, что никак не может обеспечить нужды макаронной отрасли.

Споры не прекращаются, одни говорят, что будущее - за макаронными изделиями из твердых сортов пшеницы, другие с этим не согласны. Тенденция же такова: производство макаронных изделий из твердых сортов становится уделом нескольких производителей из первой десятки. Региональные производители используют в основном мягкие сорта, причем даже в тех регионах, где выращивают твердые сорта пшеницы [1].

Однако мука пшеничная хлебопекарная, полученная путем помола мягких сортов пшеницы, по своим макаронным свойствам существенно уступает муке макаронной.

Кроме этого, глобальное ухудшение экологической обстановки в целом, эрозия почвенного слоя, дефицит вносимых удобрений, недостаточность мелиоративных работ, различные природные, биологические и иные факторы приводят к неизбежному снижению качества производимой пшеницы в России и в мире в целом.

Основную массу муки из различных сортов пшеницы нельзя использовать без применения улучшителей при производстве хлебобулочных, мучных кондитерских и макаронных изделий [2].

Применение улучшителей муки, используемой в макаронном производстве, существенно повлияет на качественные характеристики готовой макаронной продукции, а именно позволит снизить количество сухих веществ в варочной воде, повысить сохранность формы макаронных изделий после варки и упругость сваренных изделий, снизить их липкость после варки, улучшить цвет макаронных изделий, повысить их микробиологическую чистоту, а также предотвратить ферментативное потемнения изделий в процессе их изготовления; предотвратить потемнение изделий при сверхвысокотемпературных режимах сушки (свыше 90 °С) [3].

1.1 Использование улучшителей муки фирмы Muhlenchemie (Германия) при производстве макаронных изделий Целью данных исследований явилось изучение влияния улучшителей немецкой фирмы Muhlenchemie (EMCEdur F и Pastazym) на качество основного сырья, используемого в макаронном производстве, и как следствие, на качество готовых макаронных изделий.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: исследование влияние различных дозировок улучшителя EMCEdur F на количество и качество клейковины пшеничной муки;

определение оптимальной продолжительности замеса опытных образцов теста при сохранении качества клейковины и получении равномерно увлажненной тестовой массы; исследование взаимодействия фосфолипидо-протеинового комплекса улучшителя EMCEdur F с белками пшеничной муки; исследование влияния улучшителя ЕМСЕdur F на свойства крахмала пшеничной муки;

исследование влияния улучшителя ЕМСЕdur F на реологические показатели макаронного теста; исследование влияния улучшителя ЕМСЕdur F на устойчивость белков пшеничной муки в процессе сушки полуфабриката макаронных изделий; исследование качественных показателей готовых макаронных изделий и влияния на них используемого в процессе производства улучшителя ЕМСЕdur F;

исследование влияние различных дозировок улучшителя Pastazym на количество и качество клейковины пшеничной муки; исследование растворимости клейковины пше-ничной муки при внесении улучшителя Pastazym; исследование влияния улучшителя Pastazym на свойства крахмала пшеничной муки; исследование свойств макаронного теста на приборе фаринограф; исследование влияния улучшителя Pastazym на реоло-гические показатели макаронного теста; исследование качественных показателей готовых макаронных изделий и влияния на них используемого в процессе производства улучшителя Pastazym.

Для исследований использовали муку хлебопекарную высшего сорта влажностью 12,9 %, кислотностью 2,5 град., с содержанием сырой клейковины 31,8±0,3 %, сухой клейковины 10,8±0,3 %, растяжимость сырой клейковины 15 см, когезионная способность 4, Н, Ндеф.ИДК 80 ед. пр. и водопоглотительная способность 200,0±0,1 %.

По информации производителя, базой улучшителя муки ЕМСЕdur F является фосфолипидо-протеиновый комплекс, кото-рый защищает белки от воздействия температур, рН, механической нагрузки. В его состав входят пшеничная мука, соевая мука, лецитин, фосфолипиды, ферменты. Содержание протеина состав-ляет 70±5 %, фосфолипидов – 10±2 %, влаги – 8±2 %, золы – 2±1 %.

Pastazym содержит в своем составе ксиланолитические, глюканолитические и липолитические ферменты, полученные из селектированных грибных штаммов рода Aspergillus.

Поскольку улучшители муки имеют различный состав, что сказывается на механизме их действия, на первом этапе данных исследований рассматривалось влияние улучшителя EMCEdur F на показатели качества муки, макаронного теста и готовых макаронных изделий. Его вносили в количестве 0,1 %; 0,2 %; 0,3 %; 0,4 %; 0,5 % к массе муки.

Результаты исследований влияния улучшителя на количество и свойства клейковины пшеничной муки сведены в таблицу 1.1.

Влияние улучшителя EMCEdur F на свойства клейковины пшеничной Наименование показателя Водопоглотительная 172,7 172,7 172,7 172,7 172, Когезионная прочность, Н Анализ экспериментальных данных показал, что при внесении различных дозировок улучшителя EMCEdur F содержание сырой клейковины несколько снижается (максимум на 1,4 %), что, возможно, объясняется снижением её гидратационной способности, при этом увеличивается содержание сухой клейковины, что, в свою очередь, может быть связано с проявлением свойств внесенного улучшителя: во время замеса теста для отмывания клейковины и в процессе отлежки возможно взаимодействие фософолипидопротеинового комплекса улучшителя с белками пшеничной муки.

Упругие свойства клейковины изменяются: если контроль имеет 80 ед. пр. ИДК и относится ко II группе «удовлетворительно слабая», то уже при дозировке улучшителя EMCEdur F в количестве 0,1 % к массе муки показатель ИДК равен 67,5 ед. пр. и клейковина относится к I группе «хорошая». При увеличении дозировки улучшителя муки происходит еще более сильное укрепление клейковины. При дозировке в количестве 0,5 % к массе муки показатель упругих свойств клейковины равен 55 ед. пр. ИДК.

Данное укрепление клейковины объясняется имеющим место взаимодействием фосфолипидо–протеинового комплекса, содержащегося в составе улучшителя муки, с протеином пшеничной муки, что экспериментально подтверждено в дальнейшем. И чем больше дозировка улучшителя, тем в большей степени происходит это взаимодействие, и тем интенсивней улучшаются упругих свойств клейковины.

При добавлении улучшителя EMCEdur F происходит увеличение когезионной прочности клейковины на 32,6 % - 95,3 %. Это объясняется образованием новых прочных связей (-S-S-) внутри клейковинной матрицы за счет действия улучшителя.

Укрепление клейковины проявляется и в снижении её водопоглотительной способности: если у контроля она составляет %, то с улучшителем – 172,7 %. Но при увеличении дозировки улучшителя с 0,1 % до 0,5 % изменения водопоглотительной способности клейковины не происходит, возможно, таким образом, проявляются свойства улучшителя в составе мучного теста.

Таким образом, проанализировав экспериментальные данные, можно сделать вывод о том, что, с точки зрения влияния улучшителя EMCEdur F на количество и качество клейковины данной муки пшеничной хлебопекарной, чем выше дозировка улучшителя, тем существеннее его влияние. Отсюда, оптимальной можно считать дозировку 0,5 % улучшителя к массе муки.

Известно, что при замесе макаронного теста прочностные свойства сырых макаронных изделий, зависящие в первую очередь от упругих свойств клейковины, сначала повышаются до максимального значения, а при дальнейшей механической обработке резко снижаются. Определение оптимальной продол-жительности замеса макаронного теста с внесением улучшителя муки ЕМСЕdur F с целью сохранения достигнутого качества клейковины и одновременного получения равномерно увлажненной тестовой массы проводили следующим образом: на лабораторной тестомесильной машине У1ЕТК замешивали контрольный и опытные образцы макаронного теста, увеличивая продолжи-тельность замеса от 1 до 7 циклов тестомесильной машины (от 15 до 105 сек.). Увеличение продолжительности замеса приводит к повышению механической нагрузки на тесто, что должно повлечь снижение упругих свойств клейковины в результате её механи-ческой и тепловой деструкции.

Результаты эксперимента приведены в таблице 1.2.

Для контрольного образца оптимальная продолжительность замеса составляет от 30 до 60 сек., при этом показатели ИДК соответствуют 70 ед. пр. При дальнейшем замесе (75 сек.) Влияние продолжительности замеса на свойства клейковины пшеничной муки показатель ИДК увеличивается до 75 ед. пр. Увеличение показателя упругих свойств клейковины происходит потому, что в результате более длительного механического воздействия наблюдается ослабление клейковинных белков.

При дозировке улучшителя EMCEdur F в количестве 0,1 % происходит укрепление клейковины с 65,0 до 50,0 ед. пр. ИДК. В данном случае укреплению клейковины способствуют и окислительные процессы, происходящие под действием кислорода воздуха, определенных ферментов, входящих в состав муки, а также внесение улучшителя муки, его свойства и состав (ферментный комплекс и, возможно, наличие активной липоксигеназы, которая обязательно содержится в свежесмолотой необработанной соевой муке, которая, вероятно, именно с этой целью введена в состав улучшителя). Чем продолжительнее замес, тем интенсивней происходит укрепление, хотя при большем времени замеса теоретически должно происходит расслабление клейковины. Т.е.

укрепление клейковины нарастает под влиянием улучшителя, и он же противодействует механической нагрузке, предотвращая ослабление клейковинных белков. В данном случае имеет место взаимодействие фосфолипидо–протеинового комп-лекса улучшителя с протеином пшеничной муки. Но, начиная с 90 секунд замеса, дальнейшее укрепление клейковины не происходит, при этом не происходит и её ослабления.

С увеличением дозировки улучшителя клейковина достигает максимума прочностных свойств за более короткое время: при дозировке в 0,2 % через 75 сек., 0,3 % - 75 сек., 0,4 % - 45 сек. При дозировке улучшителя в 0,5 % к массе муки клейковина укрепляется до 47,5 ед. пр. ИДК, и при исследуемой продолжительности замеса (до 105 сек. включительно) её ослабления не установлено. Т.е. при анализируемых дозировках улучшителя можно говорить о взаимодействии компонентов улучшителя с белками пшеничной муки, приводящее к активному противодействию механической нагрузке во время замеса. Однако все же некоторое количество клейковины, вероятно, подвергается механической деструкции, вследствие чего её содержание с увеличением продолжительности замеса несколько снижается: с 30,8 % - 30,4 % до 29,6 % (сырая клейковины) и с 11,3 % - 11,1 % до 10,9 % (сухая клейковина).

Изучение влияния улучшителя ЕМСЕdur F на устойчивость белков пшеничной муки при повышении механических нагрузок проводили следующим образом: на лабораторной тестомесильной машине У1-ЕТК замешивали образцы макаронного теста (тесто из пшеничной муки – контроль и тесто с внесением 0,5 % ЕМСЕdur F), увеличивая продолжительность замеса от 3 до 15 циклов тестомесильной машины (от 45 до 225 сек.), т.е. увеличивая продолжительность механической нагрузки на тесто. В промежутках между циклами тестомесильной машины тесту давали охладиться до комнатной температуры. По окончании замеса 1 г теста суспензировали в 6 % растворе мочевины. Некоторые растворители снижают силы нековалентного взаимодействия белковых молекул (ионные, водородные, гидрофобные связи) и переводят в раствор лишь часть клейковинных белков. 6 % раствор мочевины разрывает водородные связи и ослабляет гидрофобные взаимодействия в белках.

Снижение процента перехода белков в раствор будет свидетельствовать о взаимодействии фосфолипидо-протеинового комплекса улучшителя и клейковинных белков пшеничной муки.

Через 24 часа в растворе мочевины определяли концентрацию белка. Результаты исследований представлены в таблице 1.3.

Влияние улучшителя ЕМСЕdur F на количество белков, перешедших из Наименование образца макаронного теста Макаронное тесто, полученное при замесе в течение:

Анализ экспериментальных данных показал, что при увеличении продолжительности замеса макаронного теста с 3 до циклов тестомесильной машины У1-ЕТК доля белков, перешедших из теста в полярный растворитель, для контрольного образца увеличивается на 19 %; для теста с внесением 0,5 % ЕМСЕdur F – на 13 %, т.е. с внесением улучшителя стойкость белков пшеничной муки к механическим нагрузкам увеличивается именно за счет имеющего место взаимодействия компонентов улучшителя с белками пшеничной муки.

О стойкости белков пшеничной муки к механическим нагрузкам при внесении улучшителя ЕМСЕdur F судили также по степени разжижения теста. Эксперимент проводили в Московском государственном университете пищевых производств на фаринографе Brabender. Использовали месилку на 50 г муки. Температура воды в термостате составляла 28±0,1 С. Улучшитель ЕМСЕdur F в количестве 0,5 % к массе муки смешивали с мукой перед замесом теста. Контролем служило тесто без добавок. Требуемая консистенция теста составляла 500 единиц фаринографа. Степень разжижения теста рассчитывается как разница между значением центра фаринограммы в конце времени образования теста и значением центра фаринограммы через 12 мин после прохождения этой точки. Результаты исследований представлены в таблице 1.4 и на рисунках 1.1, 1.2.

Влияние улучшителя ЕМСЕdur F на степень разжижения теста Степень разжижения теста, Рис. 1.1. Фаринограмма макаронного теста без улучшителя Рис. 1.2. Фаринограмма макаронного теста с улучшителем ЕМСЕdur F в Анализ экспериментальных данных показал, что при добавлении к муке 0,5 % ЕМСЕdur F степень разжижения теста снижается соответственно на 7 % по отношению к контролю, то есть устойчивость клейковинных белков при интенсивном замесе увеличивается. Т.е. еще раз подтверждается, что именно фосфолипидо-протеиновый комплекс, входящий в состав улучшителя ЕМСЕdur F, способствует повышению устойчивости белков пшеничной муки к механическим нагрузкам.

Известно, что жиры изменяют свойства крахмала пшеничной муки при замесе теста в результате образования ими комплексов с амилозной фракцией. Кроме этого, адсорбируясь на поверхности крахмальных зерен, жир препятствует набуханию коллоидов муки, в том числе и крахмала, что должно повлечь за собой увеличение температуры максимальной вязкости крахмального геля, а это повлечет за собой снижение перехода сухих веществ в варочную воду при варке макаронных изделий. В связи с этим считали необходимым исследовать изменение свойств крахмала пшеничной муки при внесении улучшителя ЕМСЕdur F.

Исследования проводили на приборе «Амилотест» АТ-97.

Результаты сведены в таблицу 1.5.

Влияние различных дозировок улучшителя ЕМСЕdur F на свойства При внесении улучшителя ЕМСЕdur F в количестве, %:

Полученные результаты показывают, что внесение улучшителя ЕМСЕdur F практически не влияет на свойства крахмала.

Температура максимальной вязкости крахмального геля - показатель, оказывающий влияние на качество сваренных изделий, - практически одинакова для контрольного и опытных образцов.

Исследования реологических свойств макаронного теста проводились на капиллярном вискозиметре (таблица 1.6).

Реологические свойства макаронного теста Наименование напряжение консистенции, Индекс теста, Тесто, приготовленное с улучшителем Течение макаронного теста описывается уравнением Гершеля– Балкли, которое в данном случае имеет следующий вид:

- контрольный образец - образец с улучшителем ЕМСЕdur F Кривые течения макаронного теста представлены на рисунке 1.3.

Таким образом, макаронное тесто с улучшителем ЕМСЕdur F по сравнению с контрольным образцом более пластичное: предельное напряжение сдвига снижается на 4,35 %, коэффициент консистенции – на 3,55 %, вязкость - на 6,41 % по сравнению с контролем, что объясняется наличием в составе улучшителя ЕМСЕdur F лецитина и фосфолипидов, придающих тесту пластичность.

Касательное напяжение Q, кПа Рис. 1.3. Кривые течения макаронного теста Однако в данном случае замес теста для исследования осуществляли на лабораторной тестомесильной машине У1-ЕТК в течение 30 секунд. Возможно, данный промежуток времени слишком мал для того, чтобы успело произойти комплексо-образование и для проявления активности ферментов. Поэтому осуществили замес теста на прессе периодического действия в течение 20 минут и вновь исследовали реологические характеристики теста.

Результаты исследований сведены в таблицу 1.7.

Реологические свойства макаронного теста (после 20 мин замеса) Наименование напряжение консистенции, Индекс теста, показателя сдвига, кПа кПас течения кПас Тесто, приготовленное с улучшителем Уравнения Гершеля–Балкли в этом случае имеют следующий вид:

- контрольный образец - образец с улучшителем ЕМСЕdur F Кривые течения макаронного теста представлены на рисунке 1.4.

Касательное напяжение Q, кПа Рис. 1.4. Кривые течения макаронного теста после 20 мин замеса После 20-минутного замеса вязкость теста, приготовленного с улучшителем ЕМСЕdur F, увеличивалась на 4,04 %, предельное напряжение сдвига - на 8,69 %, коэффициент консистенции и индекс течения - на 1,52 % и 4,04 % соответственно. То есть, в процессе более длительного замеса введенный в состав макаронного теста улучшитель достаточно полно раскрывает свои свойства, взаимодействуя с белками пшеничной муки и проявляя активность входящих в его состав ферментов.

Для оценки степени влияния улучшителя на устойчивость клейковинных белков в процессе сушки макаронные изделия с улучшителем ЕМСЕdur F вырабатывали на макаронном прессе периодического действия Dominioni, влажность макаронного теста составляла 34±1 %; продолжительность замеса – 15 минут;

температура воды на замес - 50 С. Полуфабрикат макаронных изделий помещали в шкафную сушилку ARMADIO ESSICCATOIO mod.24-36 и подвергали сушке (температура сушильного воздуха 50С, относительная влажность воздуха – 58 % - 60 %). Через минут образцы макаронных изделий помещали в 6 М раствор мочевины. Через 24 часа в растворе мочевины определяли концентрацию белков.

Результаты исследований представлены в таблице 1.8.

Влияние ЕМСЕdur F на количество белков, перешедших из изделий в 6 М Наименование показателя без улучшителя с внесением Количество белков, перешедших из изделий в 6 М раствор Анализ экспериментальных данных показал, что при внесении в макаронное тесто ЕМСЕdur F в количестве 0,5 % от массы муки количество белков, перешедших из изделий в полярный растворитель снижается на 7 % по отношению к контролю, то есть улучшитель ЕМСЕdur F повышает устойчивость белков пшеничной муки и в процессе сушки макаронных изделий.

В соответствии с ГОСТ Р 51865-2002 «Изделия макаронные.

Общие технические условия» к качественным показателям макаронных изделий относятся органолептические и физикохимические показатели, например такие, как цвет изделий, их влажность, кислотность, сохранность формы сваренных изделий, количество сухого вещества, перешедшего в варочную воду при варке изделий. Помимо этого, как правило, определяется прочность сухих изделий на срез, продолжительность варки до готовности, коэффициент увеличения массы сваренных изделий.

Макаронные изделия вырабатывались с применением улучшителя EMCEdur F в различных дозировках, при этом продолжительность замеса теста соответствовала оптимальной для достижения наилучших свойств клейковины: 0,1 % – 90 сек., 0,2 % и 0,3 % - 75 сек., 0,4 % и 0,5 % - 45 сек. При такой продолжительности замесов упругие свойства клейковины пшеничной муки соответствуют 50 ед. пр. ИДК.

Результаты эксперимента приведены в таблице 1.9 и на рисунках 1.5, 1.6.

Прочность изделий на срез, Н Рис. 1.5. Зависимость прочностных свойств макаронных изделий от дозировок улучшителя EMCEdur F Рис. 1.6. Зависимость белизны макаронных изделий от дозировок Влияние улучшителя EMCEdur F на качество макаронных изделий Образцы с внесением улучшителя EMCEdur F, % Результаты проведенных исследований показали, что внесение улучшителя EMCEdur F в состав макаронного теста существенным образом повышает прочность сухих изделий на срез, при этом при увеличении дозировки улучшителя EMCEdur F происходит увеличение прочности макаронных изделий по сравнению с контролем на 44,2 % – 90,7 %.

Кроме этого, установлено, что при использовании улучшителя EMCEdur F процесс потемнения макаронных изделий в процессе их производства происходит значительно медленнее по сравнению с аналогичным процессом для контрольного образца. Причем чем выше дозировка улучшителя, тем медленнее протекает данный процесс. Если цвет муки пшеничной хлебопекарной, используемой для производства макаронных изделий, соответствует 55,8 ед.пр.

белизномер «Блик-3», т.е. подтверждает её принадлежность к муке высшего сорта (по ГОСТ Р 52189-2003 «Мука пшеничная. Общие технические условия» – не менее 54 ед.пр., цвет - белый), то через часа после выработки цвет контрольного образца соответствует всего 11,7 ед. пр., что ниже требований для муки 2 сорта, цвет же опытных образцов в зависимости от дозировки улучшителя соответствует от 12,3 до 16,4 ед.пр., т.е. цвет белый с сероватым оттенком, соответствующий цвету муки 2 сорта. Вероятно, образующиеся в процессе взаимодействия фосфолипидов улучшителя с протеинами муки комплексные соединения предохраняют в определенной степени белки от разрушения и аминокислоту тирозин от воздействия фермента полифенол-оксидазы.

Анализ варочных свойств макаронных изделий показал, что продолжительность варки макаронных изделий с улучшителем возрастает: если для контрольного образца данный показатель составляет 7 минут, то для изделий с улучшителем в различных дозировках – от 12 до 13 минут, что связано с укреплением клейковинного каркаса, обусловленным свойствами внесенного в макаронное тесто улучшителя ЕМСЕdur F.

Количество сухих веществ, перешедших в варочную воду при варке опытных образцов, снижается на 9,67 5 % - 12,31 % в зависимости от дозировки улучшителя по сравнению с данным показателем контрольного образца - 7,96 %.

Таким образом, выявлено, что макаронные изделия, использованием улучшителя EMCEdur F, обладают лучшими сенсорными качествами, внешним видом, более высокими показателями варочных и прочностных свойств, что сви-детельствует о положительном эффекте его использования при производстве макаронных изделий из хлебопекарной муки. Дозировка улучшителя может варьироваться в предлагаемых производителем пределах, но будет зависеть от качественных показателей клейковины пшеничной муки.

На втором этапе данных исследований рассматривалось влияние улучшителя Pastazym на показатели качества муки, макаронного теста и готовых макаронных изделий.

Производитель данного улучшителя характеризует его как улучшитель для макаронных изделий и, конкретно, лапши, имея в виду продукцию быстрого приготовления. В состав Pastazym входят исключительно ферменты, а именно ферменты глюканолитического, ксиланолитического и липолитического действия.

К глюканолитическим ферментам относятся –глюканаза и – глюканаза, катализирующие гидролитическое расщепление дисахаридов, гликозидов и –глюканов. К ксиланолитическим ферментам относится система ферментов, катализирующих гидролитическое расщепление –ксиланов - нерастворимых высокомолекулярных соединений. Чаще всего оптимум действия ксиланаз наблюдается при pH от 4 до 7 и при температуре от 30 до °С. Механизм действия липолитических ферментов (липаз) в упрощенном виде сводится к гидролизу триглицеридов на моно- и диглицериды, глицерин и жирные кислы. Липазы могут быть, в том числе и кислые, т.е. активно действующие при рН 4-6, температурный оптимум для них находится в диапазоне от 30 до °С.

Предполагается, что получающаяся в результате действия всех вышеперечисленных ферментов смесь –глюканов, моно- и триглицеридов, жирных кислот и глицерина должна способ-ствовать улучшению стабильности теста, повышению прочности сухих изделий и их устойчивости к развариванию, улучшению внешнего вида, в том числе цвета изделий, состояния их поверхности.

Для проведения исследования муку пшеничную хлебопекарную предварительно смешивали с улучшителем муки Pastazym, вносимым в количестве 0,01; 0,02; 0,03 % к массе муки.

Результаты исследований влияния улучшителя Pastazym на свойства клейковины пшеничной муки сведены в таблицу 1.10.

Влияние улучшителя Pastazym на свойства клейковины пшеничной муки Образцы с внесением Pastazym в количестве, Внесение улучшителя Pastazym способствует изменению свойств клейковины пшеничной муки: если у контрольного образца упругие свойства клейковины соответствуют 80 ед. пр. ИДК, и она относится к группе «удовлетворительно слабая», то уже при использовании улучшителя Pastazym в количестве 0,01 % к массе муки показатель ИДК равен 70,0 ед. пр., и клейковину уже можно отнести к группе «хорошая». При увеличении дозировки улучшителя происходит дальнейшее укрепление клейковины: так, при дозировке улучшителя в количестве 0,03 % к массе муки показатель упругих свойств клейковины равен 62,5 ед. пр. ИДК. Данное укрепление клейковины, вероятнее всего, в первую очередь, объясняется действием липолитических ферментов, входящих в состав комплекса ферментов улучшителя.

Когезионная прочность клейковины при внесении улучшителя Pastazym также изменяется. Если у контроля она составляет 4,3 Н, то при внесении 0,01 % улучшителя увеличивается на 9,3 %, а при внесении 0,03 % - на 20,9 %. Это, возможно, является результатом укрепления клейковинного каркаса за счет действия фермента липаза и улучшающего действия ксиланаз, приводящего к образованию более развитого клейковинного каркаса.

Кроме того, при добавлении улучшителя Pastazym происходит снижение водопоглотительной способности по сравнению с контролем на 4,4 % – 13,6 %.

Более полно описать влияние улучшителя Pastazym на свойства белков клейковины помогает исследование количества белков, переходящих из клейковины в полярный растворитель (чем выше концентрация белков в полярном растворителе, тем слабее белки клейковины взаимодействуют друг с другом). В качестве растворителей могут быть использованы растворы щелочей, органических и неорганических кислот, концентрированные растворы мочевины, растворы солицилата и бензоната натрия. В данной работе, как и в предыдущих исследованиях, использовали 6 М раствор мочевины.

Клейковину, отмытую из контрольного образца теста и теста с внесением улучшителя Pastazym в количестве 0,03 % к массе муки, растворяли в 6 М растворе мочевины. Результаты исследований представлены в таблице 1.11.

Влияние улучшителя Pastazym на растворимость клейковинных белков Наименование Из приведенных данных следует, что растворимость клейковины в 6 М растворе мочевины при внесении улучшителя Pastazym снижается по отношению к контролю на 51,9 %. Фрагменты – глюканов, моно- и диглицеридов, жирных кислот и глицерина (получившиеся в результате ферментативного гидролиза) взаимодействуют с белками клейковины, образуют более прочные дисульфидные связи. Они в свою очередь более стойки к 6 М раствору мочевины, чем водородные связи.

Результаты исследования влияние различных дозировок улучшителя Pastazym на свойства крахмала сведены в таблице 1.12.

Влияние различных дозировок улучшителя Pastazym на свойства крахмала Образцы с внесением улучшителя Pastazym в Таким образом, установлено, что внесение улучшителя Pastazym практически не влияет на свойства крахмала. Температура максимальной вязкости крахмального геля - показатель, оказывающий влияние на качество сваренных изделий, - выше значения контрольного образца только при дозировке улучшителя в количестве 0,03 %. Вязкость крахмального геля очень медленно увеличивается по мере увеличения дозировки улучшителя (максимум на 3,1 %).

Внесение в макаронное тесто улучшителя, состоящего из ферментов, должно определенным образом повлиять на тестообразование и поведение теста при замесе, поэтому считали целесообразным провести исследования стойкости белков пшеничной муки при замесе, о чем судили по степени разжижения теста.

Эксперимент проводили в Московском государственном университете пищевых производств на фаринографе Brabender.

Результаты исследований представлены в таблице 1.13 и на рисунках 1.7, 1.8.

Влияние улучшителя Pastazym на степень разжижения теста Степень разжижения теста, Рис. 1.7. Фаринограмма макаронного теста без улучшителя Рис. 1.8. Фаринограмма макаронного теста с улучшителем Pastazym в Анализ экспериментальных данных показал, что при добавлении к муке 0,03 % Pastazym степень разжижения теста снижается соответственно на 2 % по отношению к контролю, то есть устойчивость клейковинных белков при интенсивном замесе увеличивается. Очевидно, именно смесь фрагментов -глюканов, моно- и диглицеридов, жирных кислот и глицерина, полученных в результате действия ксиланолитических, глюканолитических и липолитических ферментов, входящих в состав улучшителя Pastazym, дают улучшение стабильности теста.

Исследования реологических свойств макаронного теста с внесением улучшителя и без него представлены в таблице 1.14.

Течение макаронного теста описывается уравнением Гершеля– Балкли, которое имеет следующий вид:

- контрольный образец - образец с улучшителем Pastazym Тесто, приготовленное с улучшителем Pastazym в Кривые течения макаронного теста представлены на рисунке 1.9.

Касательное напяжение Q, кПа Таким образом, тесто с улучшителем Pastazym по сравнению с контролем становится более пластичным: предельное напряжение сдвига снижается на 17,39 %, коэффициент консистенции – на 8, %, вязкость - на 9,22 %, что можно объяснить действием липолитических ферментов, которые гидролизуют жиры с образованием жирных кислот, моно– и диглицеридов, которые, обладая эмульгирующими свойствами, придают тесту пластичность.

Аналогично ранее описанным исследованиям, проводимым с улучшителем EMCEdur F, увеличили продолжительность замеса теста, используя для замеса пресс периодического действия. По окончании замеса продолжительностью 20 мин вновь исследованы реологические характеристики теста (таблица 1.15).

Реологические свойства макаронного теста (после 20 мин замеса) Тесто, приготовленное с улучшителем Уравнения Гершеля–Балкли имеют в данном случае сле-дующий вид:

- контрольный образец - образец с улучшителем Pastazym Кривые течения контрольного и экспериментальных образцов макаронного теста, полученных в результате 20-минутного замеса, представлены на рисунке 1.10.

В данном случае вязкость опытных образцов теста несколько увеличивалась - на 11,26 %, повысились и значения предельного напряжения сдвига - на 4,35 %, и коэффициент консистенции и индекс течения - на 9,13 % и 4,16 % соответственно по сравнению с контрольным образцом. Вероятно, полученные результаты объясняются тем, что в процессе 20-минутного замеса макаронного теста некоторые продукты частичного гидролиза липидов успели образовать комплексные соединения с белками пшеничной муки, другая же часть могла попасть под воздействие собственной липоксигеназы муки, в результате чего произошло укрепление клейковины, что, в свою очередь, привело к повышению реологических характеристик теста.

Касательное напяжение Q, кПа Рис. 1.10. Кривые течения макаронного теста после 20-минутного замеса Качество готовых макаронных изделий с улучшителем Pastazym определяли до и после варки, устанавливая органолептические, прочностные и варочные свойства.

Результаты исследования влияния улучшителя Pastazym на качество готовых макаронных изделий представлены в таблице 1.16.

При исследовании влияния улучшителя Pastazym на качество макаронных изделий установлено следующее. Так же, как и в случае использования улучшителя EMCEdur F, происходит увеличение прочности сухих макаронных изделий на срез - на 51,2 % – 60,5 % по сравнению с контролем (рисунок 1.11).

Влияние внесения улучшителя Pastazym на качество макаронных изделий Образцы с внесением улучшителя Pastazym в количестве, % Рис. 1.11. Зависимость прочностных свойств макаронных изделий от внесения улучшителя Pastazym в различных дозировок Кроме этого, установлено, что при внесении улучшителя Pastazym процесс потемнения макаронных изделий происходит значительно медленнее, чем у контрольного образца: на 15,4 % – 38, % (рисунок 1.12). В данном случае следует упомянуть, что в состав улучшителя Pastazym входят ксиланолитические, глюканолитические и липолитические ферменты, полученные из селектированных грибных штаммов рода Aspergillus. Это объясняется тем, что в результате гидролиза жира под действием липо-литических ферментов образуются жирные кислоты, которые под действием липоксигеназы муки превращаются в пероксидные соединения, обладающее окислительной активностью. Посветление макаронных изделий сопряжено с окислительным действием промежуточных пероксидов. Кроме того, образующиеся в процессе взаимодействия части липидов с протеинами муки комплексные соединения предохраняют в определенной степени белки от разрушения и аминокислоту тирозин от воздействия фермента полифенолоксидазы.

Рис. 1.12. Зависимость белизны макаронных изделий при внесении различных дозировок улучшителя Pastazym В связи с упрочнением структуры макаронных изделий с улучшителем Pastazym увеличилось продолжительность их варки до готовности. Потери сухих веществ в варочную среду при варке макаронных изделий уменьшаются на 6,4 % - 13,7 % по отношению к контрольному образцу (рисунок 1.13). При этом коэффициент увеличения массы снижается на 25,0 % - 26,8 %.

Рис. 1.13. Количество сухого вещества, перешедшего в варочную воду при варке макаронных изделий с улучшителем Pastazym Таким образом, экспериментально показано, что при производстве макаронных изделий из хлебопекарной муки с улучшителем Pastazym происходит улучшение цвета и внешнего вида макаронных изделий, повышаются прочность сухих изделий на срез, их устойчивости к развариванию, снижаются потери сухих веществ в варочную воду. При этом дозировка улучшителя Pastazym напрямую зависит от качественных показателей клейковины пшеничной муки.

В заключение следует сказать о том, что использование улучшителей EMCEdur F и Pastazym, предлагаемых для применения в макаронном производстве, особенно при использовании в качестве основного сырья муки пшеничной хлебопекарной, положительно влияет на свойства клейковины муки как основного сырья, и соответственно на реологические свойства макаронного теста и качество готовых макаронных изделий.

1.2 Использование аскорбиновой кислоты как улучшителя качества хлебопекарной муки для макаронного производства Из улучшителей окислительного действия в макаронном производстве чаще всего используется аскорбиновая кислота.

Аскорбиновая кислота является восстановителем, в тесте превращается в дегидро-L-аскорбиновую кислоту. Окисление аскорбиновой кислоты в дегидро-L-аскорбиновую кислоту происходит в присутствии кислорода воздуха под действием фермента аскорбатоксидазы, активной в муке. Образовавшаяся дегидро-L-аскорбиновая кислота и является тем окислителем, с которым связано улучшающее действие внесенной в тесто аскорбиновой кислоты. Дегидро-L-аскорбиновая кислота далее восстанавливается и снова превращается в аскорбиновую кислоту, в результате, вероятно, сопряженного окисления сульфгидрильных групп белково-протеиназного комплекса муки и реакции, катализируемой ферментом дегидроаскорбатредуктазой.

Таким образом, аскорбиновая кислота и дегидро-L-аскорбиновая кислота образуют в тесте окислительно-восстановительную рециркулирующую систему продолжительного времени действия [4].

Целью данного исследования явилась разработка способа улучшения качества хлебопекарной муки для макаронного производства путем использования аскорбиновой кислоты.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи: исследование влияния аскорбиновой кислоты на свойства клейковины и крахмала пшеничной муки; на реологические характеристики макаронного теста; на показатели качества готовых макаронных изделий.

Показатели качества пшеничной муки, используемой в качестве основного сырья, приведены в таблице 1.17.

Органолептические:

содержание минеральных При разжевывании не ощущается хруста примесей Физико–химические:

содержание сырой содержание сухой Качество клейковины:

гидратационная Анализируя данные, представленные в таблице 1.17, следует сказать, что практически по всем показателям мука пшеничная хлебопекарная отвечает требованиям макаронного производства, в том числе по содержанию сырой клейковины. Однако по показателю ИДК клейковина относится к группе «удовлетворительно слабая», что не позволяет использовать её, например, при выработке длинных макаронных изделий или изделий с некоторыми видами добавок, такими, как молочные. Кроме этого, данная мука характеризуется достаточно высокой растяжимостью, что можно считать показателем низких макаронных свойств, так как такая клейковина, по словам Медведева Г.М., «послужит основанием для формирования непрочной клейковинной матрицы, слабо удерживающей зерна крахмала в выпрессовываемых сырых изделиях». Поэтому целесообразно применять различные способы повышения качества пшеничной муки для её использования в макаронном производстве, в том числе предварительное смешивание муки с аскорбиновой кислотой как улучшителем окислительного действия. При проведении исследований аскорбиновую кислоту вносили в количестве 0,01 % - 0,03 % к массе муки.

Результаты исследований влияния аскорбиновой кислоты на количество и качество клейковины пшеничной муки сведены в таблицу 1.18.

Влияния различных дозировок аскорбиновой кислоты на количество и показателя Содержание сырой клейковины, Содержание сухой клейковины, % Гидратационная способность, % Когезионная прочность, Н По данным исследований, при добавлении к муке аскорбиновой кислоты количества сырой и сухой клейковины не изменились. При этом у всех опытных образцов установлено значительное укрепление клейковины, что сопровождается снижением её гидратационной способности - на 9,1 %, 9,1 % и 18,2 % соответственно.

Одновременно установлено повышение когезионной прочности клейковины – в 1,5; 2,5 и 3 раза соответственно по сравнению с контролем.

Одной из характеристик клейковины является её эластичность, т.е. способность восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешнего усилия. Эластичные свойства клейковины из муки нормального качества находятся в обратной зависимости от её растяжимости: чем более растяжима клейковина, тем она менее эластична. На наш взгляд, эластичность клейковины – достаточно субъективный показатель. Однако возможно экспериментально подтвердить, слабой или сильной является исследуемая клейковина.

Для этого отмытую сырую клейковину следует положить в воду температурой 30 С и через несколько часов проанализировать её свойства.

Проведя данный эксперимент, установили, что через 12 часов пребывания клейковины (контрольный образец) в воде она практически полностью потеряла эластичность и растягивалась до 25см. Клейковина, отмытая из теста с добавлением 0,03 % аскорбиновой кислоты к массе муки, приобрела однородное строение, имела значительно меньшую растяжимость – около 20 см.

Таким образом, установлено, что использование аскорбиновой кислоты существенным образом изменяет свойства клейковины пшеничной муки в сторону её укрепления.

Механизм укрепляющего действия аскорбиновой кислоты на клейковинные белки хорошо известен. При этом она начинает действовать сразу же при внесении её в тесто. В связи с этим посчитали интересным проследить изменение свойств клейковины и в том случае, когда аскорбиновая кислота вносится в пшеничную муку за некоторое время до момента приготовления теста, в частности за 24 часа и за дня.

Результаты исследований представлены в таблице 1.19.

Влияния различных дозировок аскорбиновой кислоты на количество и качество клейковины при её предварительном Содержание сырой клейковины, % Содержание сухой клейковины, Гидратационная способность, % Когезионная прочность, Н Предварительное смешивание аскорбиновой кислоты с мукой привело к более серьёзному укреплению клейковины: так, например, при дозировке аскорбиновой кислоты 0,01 % к массе муки при её внесении в муку сразу перед замесом показатель ИДК клейковины составлял 70 ед. пр., при внесении за 24 часа до замеса – 67 ед. пр., а при внесении за 24 дня до замеса – уже 62 ед. пр. И чем выше дозировка аскорбиновой кислоты, тем более существенно укрепление клейковины. При этом и когезионная способность клейковины неуклонно увеличивается.

Таким образом, при использовании муки с очень слабой или неудовлетворительно слабой клейковиной аскорбиновую кислоту целесообразно смешивать с мукой заранее.

Вторым после клейковины структурообразующим компо-нентом пшеничной муки является крахмал, который в процессе приготовления мучного теста подвергается гидролизу под действием амилолитических ферментов, в частности -амилазы. Максимальной активностью -амилаза обладает при рН среды, равной 4-6. Внесение аскорбиновой кислоты повысит кислотность теста и, вероятно, повлияет на активность фермента, поэтому считали целесообразным изучить влияние различных дозировок аскорбиновой кислоты на свойства крахмала: число падения, температуру максимальной вязкости крахмального геля и вязкость крахмального геля.

Результаты исследований сведены в таблицу 1.20.

Влияние различных дозировок аскорбиновой кислоты на свойства крахмала Наименование показателя Конт- аскорбиновой кислоты в Температура максимальной вязкости крахмального геля, Вязкость крахмального геля При приготовлении вводно-мучной суспензии для исследования свойств крахмала на приборе «Амилотест» предварительно определили рН среды. Установлено, что активная кислотность контрольного образца равна 6,16, при внесении аскорбиновой кислоты в количестве 0,01; 0,02 и 0,03 % к массе муки рН соответствует 6,021, 5,898 и 5,764, т.е. рН опытных образцов ниже рН контрольного образца и тем ниже, чем выше дозировка аскорбиновой кислоты. Т.е. с увеличением дозировки аскорбиновой кислоты среда становится более кислой, рН ближе к оптимальной для действия амилаз, следовательно, фермент действует активнее, отсюда, снижается число падения (на 3,45; 12,73 и 32,55 % соответственно) и соответственно вязкость крахмального геля, которая косвенно характеризуется усилием перемещения штоков (на 0,35; 6,1 и 13,3 % соответственно). Таким образом, внесение аскорбиновой кислоты повлияло и на свойства крахмала пшеничной муки и активность амилолитических ферментов.

Реологические свойства макаронного теста определяют качество готовых макаронных изделий, поэтому считали необходимым исследовать влияние различных дозировок аскорбиновой кислоты на реологические показатели макаронного теста.

Аскорбиновую кислоту предварительно смешивали с пшеничной мукой за 24 часа до проведения эксперимента. Для исследования использовали образцы макаронного теста с добавлением 0,01 % аскорбиновой кислоты.

Замес образцов макаронного теста осуществляли на лабораторной тестомесильной машине. Влажность всех образцов составляла 34 %.

Исследование реологических свойств макаронного теста проводили на капиллярном вискозиметре. Результаты исследований представлены в таблице 1.21 и на рисунке 1.14.

Течение макаронного теста описывали уравнением ГершеляБалкли. Для контрольного и опытного образцов уравнения течения имеют следующий вид:

Влияние различных дозировок аскорбиновой кислоты на реологические образца сдвига, кПа систенции, течения Образец с внесением аскорбиновой Касательное напряжение, Рис. 1.14. Кривые течения макаронного теста Установлено, что при внесении аскорбиновой кислоты в количестве 0,01 % предельное напряжение сдвига увеличивается на 25 %, коэффициент консистенции – на 55,9 %, вязкость макаронного теста – на 71,9 % по отношению к контролю, что связано с укрепляющим действием внесенной в тесто аскорбиновой кислоты.

Качество готовых макаронных изделий определяли до и после варки, устанавливая прочностные, органолептические и варочные свойства. Результаты исследования представлены в таблице 1.22.

Влияние различных дозировок аскорбиновой кислоты на качество готовых Наименование показателя Контроль Продолжительность варки, мин.

Коэффициент увеличения массы, раз Анализ полученных результатов показал, что кислотность опытных образцов возрастает по мере увеличения дозировки аскорбиновой кислоты. Внесение аскорбиновой кислоты способствует снижению степени потемнения изделий в процессе их производства. Белизна исходной муки соответствует 57,5 ед. пр.;

белизна контрольного образца макаронных изделий соответствует 11,7 ед. пр. белизномер, для опытных образцов данный показатель равен 13,0; 16,6 и 25,0 ед. пр. соответственно, причем при исследовании образца, изготовленного из муки, смешанной с аскорбиновой кислотой в количестве 0,01 % к массе муки за 24 дня до проведения эксперимента, показатель белизны равен 18,2 ед.пр.

Возможно, это связано как с частичной инактивацией фермента полифенолоксидазы (тирозиназы), так и с окислением и обесцвечиванием ксантофилловых пигментов муки.

Несколько возрастает продолжительность варки опытных образцов по сравнению с контролем, что связано с упрочнением структуры макаронных изделий. Сохранность формы всех сваренных опытных образцов составляет 100 %, в то время как сохранность формы контрольного образца составляет 98 %. Содержание сухих веществ, перешедших в варочную воду при варке опытных образцов, снижается по сравнению с контролем на 24,3 %, 37,0 % и 44,7 % соответственно и тем ниже, чем выше дозировка аскорбиновой кислоты.

Таким образом, аскорбиновая кислота влияет на качественные показатели пшеничной муки и её основных компонентов – клейковины и крахмала, что вызывает изменение реологических характеристик макаронного теста и качественных показателей готовой макаронной продукции. Причем, чем выше дозировка аскорбиновой кислоты, тем существеннее её влияние на качество пшеничной муки.

Кроме этого, имеет значение способ внесения аскорбиновой кислоты в тесто. При использовании в макаронном производстве пшеничной муки со слабой клейковиной желательно предварительно смешивать её с мукой и тем раньше, чем слабее клейковина.

Список литературных источников 1 Панжин, Д. Макаронное производство в России: сырьевые и технологические тенденции [Текст] / Д. Панжин // Хлебопродукты. – 2008. – № 2. – С. 28-29.

2 Кондратьев, И.А. Ферментные хлебопекарные улучшители [Текст] / И.А. Кондратьев // Экология и промышленность России. – 2002. – № 2. – С. 41-45.

3 Мартьянова, А. Новые улучшители пшеничной муки [Текст] / А. Мартьянова // Хлебопродукты. – 2002. – № 10. – С. 28-29.

4 Ауэрман, Л.Я. Технология хлебопекарного производства [Текст] / Л.Я. Ауэрман. – СПб: Профессия, 2005. – 416 с.

ГЛАВА 2 НОВОЕ В ТЕХНОЛОГИИ МАРМЕЛАДА

ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Производство полноценной и здоровой пищи во все времена было одной из самых важных задач, стоящих перед человечеством. И эта задача не может решаться простым увеличением количества потребляемой пищи, хотя традиционно считается, что питание должно быть рациональным, а значит базироваться на трех основных принципах:

1) равновесие между поступающей с пищей энергией, расходуемой человеком в процессе жизнедеятельности;

2) удовлетворение потребности организма человека в определенном количестве и соотношении пищевых веществ;

3) соблюдение режима питания.

Однако ввиду существующей экономической нестабильности в мире на первое место выходит постоянная несбалансированность пищевого рациона по белкам, углеводам, минеральным элементам, витаминам и пищевым волокнам, которая является серьезным фактором ухудшения здоровья нации и снижения продолжительности жизни. Кроме того, нарушение экологической обстановки практически во всех регионах страны выдвигает задачу создания специальных пищевых продуктов для функционального питания. Это происходит именно потому, что пищевые продукты содержат в своем составе вещества, обладающие не только пищевой ценностью, но и регулирующие многочисленные функции организма человека. Важными компонентами при создании пищевых продуктов для функционального питания являются пищевые волокна, которые выполняют роль энтеросорбентов, т.е. связывают экологически вредные вещества – ионы металлов, нитраты, органические соединения, что приводит к снижению всасывания последних в стенки кишечника и поступлению в кровь, что уменьшает процессы отравления организма и улучшают деятельность желудочнокишечного тракта, снижают всасывание холестерина.

В настоящее время неоправданно мало используются продукты переработки таких зерновых культур, как ячменя и овса, хотя они одни из важнейших широко распространенных сельскохозяйственных культур и имеют достаточно сбалансированный химический состав, богатый минеральными веществами (по содержанию калия, кальция, кобальта, кремния превышает другие зерновые) и витаминами. Отличаются от пшеницы и ржи высоким содержанием природных гидроколлоидов (-глюкан, декстрины и слизи), пищевых волокон: пектина, целлюлозы и гемицеллюлозы, обладающих свойством связывать воду. Особенностью химичес-кого состава ячменя и овса является высокое содержание полисахарида глюкана, обладающего холестериноснижающим эффектом.

Для кондитерского производства важной задачей является изыскание новых видов сырья, обладающих необходимыми технологическими свойствами, т.е. оказывающие влияние на студнеобразующую способность, богатым химическим составом, структурные компоненты которого позволят экономить дорогостоящее импортное сырье, используемое в кондитерском производстве, а также улучшать качество и повышать пищевую ценность готовой продукции.

Анализ работ по производству мармеладных изделий показал, что существуют различные виды мармелада, но в основном на основе овощных и фруктовых добавок, а мармелада на основе зерновых культур практически нет, наиболее близким является приготовление мармелада с добавлением пшеничных отрубей, мармелада с пищевой добавкой целлюлозной природы и отвара зерновых культур [14, 15, 16]. Следовательно, использование продуктов переработки овса и ячменя при производстве мармелада является перспективным направлением, и должно быть изучено более подробно.

«Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» были разработаны продукты биомодификации овса «Живица» и ячменя «Целебник» под действием ферментного препарата целлюлолитического действия «Pentopan 500BG».

Разработанные продукты обладают высокой пищевой ценностью. В их состав входят жизненно важные компоненты: незаменимые аминокислоты, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, -глюкан, минеральные вещества и витамины.

Ранее проведенными работами была выбрана оптимальная дозировка «Живицы» и «Целебника» в количестве, заменяющем % сахара-песка и 10 % пектина по сухому веществу от рецептурного количества при производстве желейных масс, что позволяет экономить дорогостоящее сырье.

Следующим этапом исследования было изучение влияния оптимальных дозировок биомодифицированных продуктов (БМП) на физико–химические и органолептические показатели качества готового мармелада, который готовили по классической технологии.

Получили следующие варианты: контроль – мармелад «Балтика»;

вариант 1 – мармелад с заменой 10 % пектина и 4 % сахара-песка по сухому веществу «Живицей»; вариант 2 - мармелад с заменой 10 % пектина и 4 % сахара-песка по сухому веществу «Целебником». БМП восстанавливали в соотношении с водой 1:4 при 60 °С в течение мин.

Полученные результаты исследования представлены в таблице 2.1.

Влияние оптимальной дозировки биомодифицированных продуктов на физико– химические и структурно-механические показатели качества мармелада Показатели Контроль Вариант 1 Вариант 2 Показатели по Массовая доля влаги, % веществ, % 14,0±0,01 15,4±0,01 16,5±0, Титруемая град.

Из приведенных экспериментальных данных видно, что прочность мармелада с оптимальной дозировкой биомодифицированных продуктов выше для «Живицы» на 3,7 % и для «Целебника» на 7,5 %, чем у контрольного образца.

Увеличение прочности мармеладного студня с биомодифицированными продуктами можно объяснить тем, что в состав этих продуктов входят крахмал, пектин, –глюкан, целлюлоза, гемицеллюлоза, слизи, которые обладают водопоглотительной и влагоудерживающей способностью, что способствует увеличению прочности студня, а также содержащиеся в биомодифицированных продуктах кальций и магний снижают величину энергетического барьера, что приводит к снижению диффузионного слоя и увеличению скорости коагуляции пектиновых молекул [4, 10, 11]. У мармелада с биомодифицированными продуктами адгезия снижалась по сравнению с контролем для «Живицы» на 28,0 % и для «Целебника» на 36,0 %. Это объясняется тем, что вносимые с этими продуктами полисахариды образуют межмолекулярные водородные связи, так как радиус взаимодействия молекул полисахаридов друг с другом достаточно широк, в результате чего прочность связи «вода– полисахарид» увеличивается и количество свободной влаги снижается [2, 3].

Ввиду того, что биомодифицированные продукты имеют слабокислую среду (рН 4,8-5,2), при введении их в мармеладную массу наблюдается незначительное возрастание титруемой кислотности – для «Живицы» на 8,8 % и для «Целебника» на 5,1 % в сравнении с контролем. Массовая доля редуцирующих веществ в мармеладе с биомодифицированными продуктами увеличивалась для «Живицы» на 10,0 % и для «Целебника» на 17,8 % по сравнению с контролем, за счет содержания редуцирующих веществ в биомодифицированных продуктах и их гидролизе при уваривании желейной массы.

При изучении органолептических показателей качества была проведена сравнительная дигустационная оценка, результаты которой представлены на рисунках 2.1, 2.2, 2.3.

Как видно из представленных экспериментальных данных добавление в мармелад БМП «Живица» и «Целебник» не приводит к значительному изменению органолептических показателей качества мармелада, однако были отмечены незначительные вкрапления, что допускается по ГОСТ 6442-89 при использовании добавок, и более затяжистая консистенция мармелада с «Живицей» и «Целебником», чем контрольного образца.

Рис. 2.1. Органолептические показатели качества контрольного образца Рис. 2.2. Органолептические показатели качества мармелада с БМП Рис. 2.3. Органолептические показатели качества мармелада с БМП Результаты эксперимента позволили сделать вывод, что замена БМП «Живица» и «Целебник» 10 % от рецептурного количества пектина и 4 % от рецептурного количества сахара-песка по сухому веществу при производстве мармелада, не ухудшает физикохимические и органолептические показатели качества мармелада и соответствуют ГОСТ 6442–89.

Следующим этапом было исследование влияния оптимальной дозировки БМП «Живица» и «Целебник» на изменение физикохимических, структурно-механических, микробиологических и органолептических показателей качества мармелада в процессе хранения по вариантам приведенным выше.

Мармелад хранился при температуре среды 20 ± 2 °С в течение 60 суток. Каждые 15 суток определяли изменение физикохимических, структурно-механических, микробиологических и органолептических показателей качества мармелада. Полученные экспериментальные данные представлены в таблице 2.2.

Как видно из представленных данных, в процессе хранения идет нарастание редуцирующих веществ в мармеладе, за 60 суток их количество увеличилось у контроля на 8,5 %, с добавлением «Живицы» на 10,5 % и с добавлением «Целебника» на 18,4 %;

незначительное повышение титруемой кислотности – у контроля на 6,3 %, с добавлением «Живицы» на 7,1 % и с добавлением «Целебника» 4,7 % соответственно; массовой доли сухих веществ – у контроля на 2,5 %, с добавлением «Живицы» и «Целебника» на 1,2 %.

Через 60 суток хранения прочность мармелада повышается по сравнению с первоначальной у контроля на 22,6 %, с добавлением «Живицы» на 20,0 % и с добавлением «Целебника» на 19,3 %. Это можно объяснить следующим образом. Установлено, что в процессе хранения происходит испарение влаги, что приводит к уплотнению структуры изделий [2, 3, 12]. Внесение вместе с продуктами целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ замедляет скорость подобных изменений и способствует сохранению влаги. Процесс высыхания изделий замедляется за счет связывания влаги полисахаридами биомодифицированных продуктов и удерживания ее в связанном состоянии в процессе всего периода хранения, т.е.

благодаря вводу биомодифици-рованных продуктов увеличивается содержание прочносвязанной Изменение физико-химических и структурно-механических свойств мармелада с оптимальной дозировкой биомодифицирован-ных продуктов в Показатели качества Прочность, Н 5,3±0,05 5,3±0,05 6,0±0,05 6,3±0, Прочность, Н 5,5±0,05 5,6±0,05 6,2±0,05 6,4±0, Прочность, Н 5,7±0,05 5,8±0,05 6,4±0,05 6,6±0, влаги в желейном студне и как следствие прочность студня в процессе хранения увеличивается незначительно [2, 3, 4, 11].

Подтверждением результатов замедления высыхания мармелада служат изменения количества связанной влаги в мармеладе с БМП «Живица» и «Целебник» в отличие от контроля. С целью определения связанной влаги были получены изотермы сорбции с помощью тензиметрического метода Ван-Бамелена. Результаты исследования представлены на рисунке 2.4.

Рис. 2.4. Изотермы сорбции мармелада По результатам анализа кривых сорбции установили, что для мармелада с БМП «Живица» и «Целебник» характерно более высокое суммарное содержание связанной влаги. Участок А характеризует область, где влага химически связана и недоступна для реакции, часть В – где влага связана физико-химически, часть С – где влага связана в основной массе физико-механически [7, 8].

Влага в мармеладе с БМП «Живица» и «Целебник» более прочно связана, чем в котрольном образце, в среднем на 4,4 и 8,0 % соответственно. Данные результаты объясняются тем, что в состав мармелада с БМП «Живица» и «Целебник» вместе с внесением биомодифицированных продуктов вводятся такие гидроколлоиды как целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, -глюкан, которые являются биомодифицированными продуктами вводятся водорастворимые белки, также способствующие связыванию влаги. Полученные результаты доказывают, что вследствие интенсивного удерживания влаги процесс высыхания мармелада с БМП «Живица» и «Целебник»

будет протекать менее интенсивно [5, 6, 9, 13,].

Результаты изменения микробиологических показателей мармелада с оптимальной дозировкой биомодифицированных продуктов в процессе хранения представлена в таблице 2.3.

Изменение микробиологических показателей мармелада с оптимальной дозировкой биомодифицированных продуктов в процессе хранения Показатели КМАФАМ, КОЕ/г КМАФАМ, КОЕ/г КМАФАМ, КОЕ/г При анализе микробиологических показателей было установлено, что КМАФАМ и дрожжей возросло, но не превышает допустимых значений СанПиН 2.3.2.1078–01, БГКП и плесневые грибы в исследуемых образцах не обнаружены [1].

Таким образом, применение «Живицы» и «Целебника» при производстве мармелада способствует сохранению свежести готовых изделий, а также не ухудшает физико-химические, структурномеханические, микробиологические и органолептичес-кие показатели качества на протяжении 60 суток хранения и соответствуют ГОСТ 6442-89.

На следующем этапе проводили исследование влияния оптимальных дозировок БМП «Живица» и «Целебник» на ход технологического процесса производства мармелада. В качестве контроля использовали мармелад «Балтика». Результаты проведенного сравнительного анализа технологического процесса приготовления мармелада представлены в таблице 2.4.

Влияние нетрадиционного сырья на ход технологического процесса Технологические Конт- «Живи- «Целеб- мармелад мармелад с Продолжительность приготовления сахаро-пектиновой Продолжительность приготовления мармеладной массы Продолжительность Продолжительность Средняя продолжительность технологического цикла, Из представленных результатов видно, что в подготовительных стадиях приготовления мармеладной массы с применением «Живицы» и «Целебника» по сравнению с контролем отклонений не наблюдалось.

Продолжительность выстойки мармелада сокращается в среднем на 25,0 %, это можно объяснить тем, что вместе с БМП «Живица» и «Целебник» вносятся -глюкан, гемицеллюлоза, целлюлоза, пектин, обладающие водопоглотительной, влаго-удерживающей и студнеобразующей способностью, а также содержащиеся в продуктах кальций и магний снижают величину энергетического барьера, что приводит к снижению диффузионного слоя и увеличению скорости коагуляции пектиновых молекул [4, 5, 11].

Основной целью сушки мармелада является удаление избытка влаги. В состав БМП «Живица» и «Целебник» входят гидроколлоиды: целлюлоза, гемицеллюлоза, -глюкан, пектин, влага которыми связана наиболее прочной адсорбционной связью, что удлиняет процесс сушки на 6,3 % и 3,4 % соответственно.

Средняя продолжительность технологического цикла приготовления мармелада с применением нетрадиционного сырья – БМП «Живица» и «Целебник» сокращается в среднем на 2,0 % и 4,8 % по сравнению с контролем соответственно.

Таким образом, можно сделать вывод, что применение нетрадиционного сырья – БМП «Живица» и «Целебник»

способствует сокращению продолжительности технологического цикла производства мармелада, что свидетельствует об экономической эффективности применения данных продуктов.

Проведенные исследования по влиянию различных дозировок биомодифицированных продуктов на структурно-механические, физико-химические и органолептические показатели качества мармелада позволили определить, что оптимальные дозировки не снижают выше перечисленных качественных показателей.

На основании научно-обоснованных данных рассчитывалась рецептура на новые виды мармелада, в дальнейшем названные «Солнечный» на основе биомодифицированного продукта «Живица»

и «Восточный» на основе биомодифицированного продукта «Целебник» с заменой 10 % биомодифицированных продуктов от массы пектина и 4 % от массы сахара-песка по сухому веществу.

Разработанная технология их производства не требует привлечения дополнительного оборудования и переналадки ранее используемого.

Пищевая ценность готового мармелада в большей степени зависит от его химического состава. Экспериментальные данные по химическому составу мармелада «Солнечный» и «Восточный»

представлены в таблице 2.7.

Сравнительный анализ химического состава мармелада Показатели, Мармелад Мармелад Мармелад Общее количество белка в т.ч.:

ненасыщенные жирные кислоты Углеводы, в т.ч.:

хариды Минеральные вещества, мг/100 г:

Энергетическая Из представленных данных видно, что в мармеладе «Солнечный» и «Восточный» содержание белка и ненасыщенных жирных кислот на 100 % больше, чем в мармеладе «Балтика». Это можно объяснить тем, что биомодифицированные продукты, вносимые в мармелад, богаты как белками, так и ненасыщенными жирными кислотами.

Анализ химического состава мармелада показал, что мармелад «Солнечный» и «Восточный» содержат на 0,4 % и 0,5 % больше усвояемых углеводов по сравнению с контрольным образцом соответственно. При этом энергетическая ценность изделий составила 259,34 ккал и 258,35 ккал, что на 2,2 % и 1,8 % выше аналогичного показателя контрольного образца соответственно.

Повышение калорийности вновь разработанного мармелада объясняется введением биомодифицированных продуктов, которые содержат усвояемые углеводы и ненасыщенные жирные кислоты.

Произошло увеличение содержания пищевых волокон, таких как целлюлозы, гемицеллюлозы, -глюкана на 100 %, а также минеральных веществ: кальция на 27,5 % и 28,0 %, фосфора на 17, % и 12,5 %, натрия на 100 %, магния на 35,5 % и 34,4 %, железа в 3 и 5 раз для мармелада «Солнечный» и «Восточный» соответственно.

Сравнительный анализ аминокислотного состава мармелада, представленный в таблице 2.8, показал изменение количественного и качественного состава аминокислот.

Анализ аминокислотного состава белка желейного мармелада Сумма незаменимых Как видно из представленных данных, содержание аминокислот в мармеладе «Солнечный» и «Восточный» возросло на 100 % по сравнению с мармеладом «Балтика», ввиду их отсутствия в мармеладе «Балтика», особую ценность представляют незаменимые аминокислоты.

Таким образом, как свидетельствует проведенный эксперимент, введение в желейную массу БМП овса «Живица» и ячменя «Целебник» позволяет не только существенно изменить пищевую и биологическую ценность продукта, обогащая его сбалансированным составом аминокислот, а также клетчаткой, необходимой для нормальной жизнедеятельности желудка; минеральными веществами, участвующими в процессах внутриклеточного и межклеточного обмена, поддерживающими осмотическое давление протоплазмы и биологических жидкостей организма, участвующими в водном обмене, т.е. придавая изделиям функциональные свойства по сравнению с контрольным образцом, но и расширить сырьевую базу кондитерской отрасли.

Список литературных источников 1. Блекберн, К. де В. Микробиологическая порча пищевых продуктов [Текст] / К. де В. Блекберн. – СПб.: Профессия, 2008. – 2. Зубченко, А.В. Влияние физико–химических процессов на качество кондитерских изделий. [Текст] / А.В. Зубченко. – М.:

Агропроимиздат, 1986. – 296 с.

3. Зубченко, А.В. Технология кондитерского производства.

[Текст] / А.В. Зубченко. – Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 1999.

– 432 с.

4. Казаков, Е.Д. Биохимия зерна и хлебопродуктов [Текст] / Е.Д. Казаков, Г.П. Карпиленко. – СПб.: ГИОРД, 2005. – 512 с.

5. Карл Хосни, Р. Зерно и зернопродукты [Текст] / Р. Карл Хосни, Н.П. Черняев. – СПб: Профессия, 2006. – 336 с.

6. Культурная флора СССР [Текст]: Т., Ч.2. Ячмень / М.В.

Лукьянова [и др.]. – Л.: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. – 7. Малкин, А.Я. Реология: концепция, методы, приложения [Текст] / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. – СПб.: Профессия, 2007. – 560 с.

8. Мачихин, Ю.А., Мачихин, С.А. Инженерная реология пищевых материалов [Текст] / Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин. – М.:

Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 213 с.

9. Нечаев, А.П. Пищевые добавки для кондитерских изделий [Текст] // Тез. докл. междунар. конф. «Современные проблемы производства кондитерских изделий». - М., 1997. - С.75-76.

10. Пат. 02244444 Российская Федерация, А23L 1/105.

Ферментативно модифицированная суспензия из зерен овса и способ ее получения [Текст] / ТРИАНТАФЮЛЛОУ Ангелика Осте (SE). - № 2001113442/13; заявл. 8.10.1999; опубл. 27.02.2004.

11. Покровская, Н.В. Ячменный -глюкан и его роль в технологии пива [Текст] / Н.В. Покровская, Р.А. Ермакова. – М.:

Пищепром, 1973. – 21с.

12. Стеле, Р. Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание [Текст] / Р. Стеле, В. Широков, Ю.Г. Базарнова. – СПб:

Профессия, 2008. – 480 с.

13. Huebner, F.R. Polysaccharide interactions with wheat proteins and flours doughts [Text] / F.R. Huebner, I.S. Wall. – Cereal Chemistry. – 1989. – 59. - № 2.

14. Пат. 1761100 РФ. A23L 1/06. Способ производства желейного мармелада [Текст] / Л.И. Карнаушенко, А.Д. Салавелис, Л.Г. Живолук; заявитель и патентообладатель Одесский технологический институт пищевой промышленности им.

Ломоносова. - № 4867098/13; заявл. 19.06.90; опубл. 15.09.92, Бюл. № 34. – 3 с.

15. Пат. 2040906 РФ. A23L 1/06. Желейный мармелад и способ его получения [Текст] / Л.И. Карнаушенко [и др.]; заявитель и патентообладатель Одесский технологический институт пищевой промышленности им. Ломоносова. - № 5067462/13; заявл. 16.06.92;

опубл. 09.08.95. – 3 с.

16. Цыганова Т.Б., Ветошкина Т.Г., Пономаренко Н.И.

Разработка технологии мармеладных изделий с использованием микрокристаллической целлюлозы // Экоресурсосберегающие технологии переработки с/х сырья: Междунар. конф.: Тез. докл. – Москва – Астрахань, 1993. – С. 81.

ГЛАВА 3 НЕТРАДИЦИОННЫЕ ВИДЫ СЫРЬЯ В

ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КЕКСОВОГО

Существенным недостатком кексовых изделий является практически полное отсутствие в них таких важных биологически активных веществ, как витамины, макро- и микроэлементы, пищевые волокна. В связи с этим химический состав данной продукции нуждается в значительной коррекции: увеличении содержания витаминов и минеральных веществ, пищевых волокон и одновременном снижении энергетической ценности. В связи с этим, актуальными являются разработки, направленные на создание технологий кексовых изделий с применением такого нетрадиционного растительного сырья, как тыквенное, апельсиновое, морковное и свекольное пюре.

Тыквенное пюре — один из наиболее перспективных источников белка, липидов, моно- и дисахаридов, целлюлозы, пектиновых и минеральные веществ, в том числе калия, кальция, железа, магния, глицеридов линоленовой и олеиновой кислот, витаминов С, В1, В2, В5, В6, Е, РР, каротиноидов и очень редкого витамина Т, способствующего ускорению обменных процессов в организме, свертыванию крови и образованию тромбоцитов, витамина К, необходимого для свертывания крови.

Апельсиновое пюре – источник лимонной кислоты, сахаров, витаминов С, В1, В2, РР, каротина, пектиновых и азотистых веществ, клетчатки, фитонцидов, эфирных масел и минеральных веществ (калия, кальция, магния, фосфора, железа, натрия). Апельсиновое пюре может быть использовано для профилактики и лечения гипо- и авитаминозов, в качестве средства, возбуждающего аппетит и улучшающего пищеварение.

Морковное пюре является источником каротиноидов, в частности, -каротина, витаминов В1, В2, В3, В5, В6, В7, С и Е, минеральных веществ (натрия, кальция, калия, фосфора, железа, йода и бора), незаменимых аминокислот, моно- и дисахаридов, пектиновых веществ. Органические кислоты морковного пюре представлены, в основном, свободной яблочной, а также лимонной, фитиновой, гликолевой, аскорбиновой, хинной, кофейной, галловой, хлорогеновой и бензойной. Ежедневное употребление морковного пюре укрепляет организм, повышая его сопротивляемость к инфекционным заболеваниям.

Свекольное пюре содержит большое количество белкового азота – до 40 % - 45 %, из аминокислот присутствуют такие, как глутаминовая, аспарагиновая, аргинин, серин, лизин, валин, изолейцин, лейцин, обнаружены, правда в небольших количествах, тирозин, пролин, фенилаланин, цистин, триптофан, метионин и др.

Пищевых волокон, в частности клетчатки содержится от 0,8 % до 1, %, пектиновых веществ – от 0,7 % до 2 %. Общее содержание органических кислот составляет 7,25 % на сухое вещество. Кроме этого, свекольное пюре – это источник витаминов С, Р, В2, каротина, а также целого ряда минеральных веществ.

Целью исследования является разработка технологии приготовления кексовых изделий с применением тыквенного, апельсинового, морковного и свекольного пюре. В соответствии с поставленной целью решались задачи по исследованию влияния тыквенного, апельсинового и морковного пюре на изменение органолептических, физико-химических и структурно-механи-ческих показателей качества кексов, а также влияние данных видов растительного нетрадиционного сырья на сохранение свежести кексовых изделий.

Исследовано влияние добавления 5 % – 30 % пюре тыквенного, 5 % – 35 % пюре апельсинового и 10 % – 25 % пюре морковного на органолептические, физико-химические и струк-турно-механические показатели качества теста и готовых кексовых изделий. На приборе «Пенетрометр АП-4/2» определяли такие структурно-механические показатели мякиша кексов, как общая деформация (Нобщ), пластичность (Нпл) и упругость (Нупр). Органолептическую оценку качества проводили по показателям: внешний вид, форма, состояние поверхности, структура порис-тости, цвет и запах. Контролем служили образцы, приготовленные по традиционной рецептуре (без добавления пюре). Результаты исследования представлены в таблицах 3.1 и 3.2.

Влияние пюре тыквенного, апельсинового и морковного на изменение физико-химических и структурно-механических показателей качества кексов Образцы с добавлением тыквенного пюре, % Контроль Образцы с добавлением апельсинового пюре, % Контроль Образцы с добавлением морковного пюре, % Контроль Из таблицы 3.1 видно, что при увеличении дозировки пюре влажность теста и готовых изделий повышается, что связано с высокой влажностью вносимого пюре (тыквенного – 84 %, апельсинового и морковного – 94 %). Так, при добавлении 5 %; %; 15 %; 20 %; 25 %; 30 % тыквенного пюре влажность теста увеличилась соответственно на 1,2 %; 2,04 %; 3,8 %; 5,7 %; 7,3 %; 8, %; при внесении 5 %; 10 %; 15 %; 20 %; 25 %; 30 %; 35 % апельсинового пюре – на 0,8 %; 2,05 %; 3,47 %; 4,9 %; 7,14 %; 8, %; 9,4 %; при добавлении 10 %; 15 %; 20 %; 25 % морковного пюре – на 0,3 %; 2,8 %; 3,2 %; 13,2 % по сравнению с контролем. При увеличении дозировки пюре происходит постепенное увеличение влажности готовых изделий: добавление 5 %; 10 %; 15 %; 20 %; %; 30 % тыквенного пюре приводит к увеличению влажности кексов на 0,5 %; 2,9 %; 5,6 %; 6,3 %; 8,7 %; 10,4 % соответственно; внесение 10 %; 15 %; 20 %; 25 %; 30 %; 35 % апельсинового пюре – на 0,97; % 3,14 %; 3,38 %; 5,07 %; 7,73 %; 8,7 % соответственно по сравнению с контролем.

Из табличных данных следует, что при внесении 5 % и 10 % тыквенного пюре удельный объем кексов снижается на 3,03 % по сравнению с контролем; при внесении 15 % и 20 % происходит увеличение данного показателя на 9,69 % и 15,1 % соответственно, при дальнейшем увеличении дозировки пюре до 25 % и 30 % происходит вновь уменьшение удельного объема на 6,06 % и 12, % соответственно по сравнению с контролем. Установлено, что при внесении 5 %, 10 %; 15 %; 20 %; 25 % апельсинового пюре происходит увеличение удельного объема на 0,6 %; 1,2 %; 1,2 %; 30, %; 4,5 % соответственно по сравнению с контрольным образцом, а при внесении 30 % и 35 % пюре уменьшается на 3,03 % на 2,7 % соответственно.

При добавлении 10 %; 20 %; 25 % морковного пюре происходит увеличение удельного объема образцов на 35 %; 62 %; 42 % соответственно по сравнению с контролем. Увеличение дозировки тыквенного и апельсинового пюре, за счет содержания в них органических кислот, приводит к частичной нейтрализации разрыхлителя, что и ведет, в свою очередь, к уменьшению удельного объема изделий.

При добавлении 5 %; 10 %; 15 %; 20 %; 25 %; 30 % тыквенного пюре пористость изделий увеличилась на 1,28 %; 1,42 %; 2,1 %;

2,75 %; 3,2 %; 7,4 % соответственно, при внесении 5 %; 10 %; 15 %;

20 %; 25 %; 30 %; 35 % апельсинового пюре – на 1,2 %; 1,69 %; 2,7 %;

3,4 %; 4,72 %; 3,76 %; 3,55 % соответственно, при добавлении 10 %;

соответственно по сравнению с контролем.

При внесении 5 %; 10 %; 15 % тыквенного пюре показатель общей деформации мякиша уменьшается на 7,9 %; 11,8 %; 15,8 % соответственно; увеличение дозировки пюре до 20 %; 25 %; 30 % приводит к возрастанию общей деформации на 26,3 %; 7,9 %; 18, % по сравнению с контролем. При добавлении 5 %; 10 %; 15 %; % и 25 % пюре тыквенного упругость увеличивается на 30 %; 85 %;

60 %; 50 % и 35 % соответственно, а при внесении 30 % тыквенного пюре значение данного показателя уменьшается на 40 %. Внесение апельсинового и морковного пюре в количестве 5 % – 35 % приводит к увеличению общей деформации сжатия мякиша на 40,8 % – 73,7 % в зависимости от дозировки пюре по сравнению с контролем. При внесении 5 %; 10 %; 15 %; 20 %; 25 %; 30 %; 35 % апельсинового пюре пластичность увеличивается на 29,1 %; 85,4 %;

81,8 %; 74,5 %; 50,9 %; 61,8 %; 60 % соответственно по сравнению с контролем.

В таблице 3.2 показано влияние пюре тыквенного, апельсинового и морковного на органолептические показатели качества кексов.

Оптимальными были выбраны образцы: № 4 – с внесением % тыквенного пюре, № 11 – с внесением 25 % апельсинового пюре и № 16 – с внесением 20 % морковного пюре, так как по результатам органолептической оценки они обладают наивысшими показателями суммарной бальной оценки по сравнению с контролем. Они характеризуются правильной формой, равномер-ной толщиной, равномерной и хорошо развитой тонкостенной пористостью, приятным, ярко выраженный вкусом и ароматом. Цвет таких изделий равномерный от оранжево-желтого до золотисто-коричневого.

Проанализировав все вышеприведенные данные по анализу органолептических, физико-химических и структурно-механи-ческих свойств кексовых изделий, можно сделать вывод, что оптимальными являются следующие образцы: № 4 – с внесением 20 % тыквенного пюре; № 11 – с внесением 25 % апельсинового пюре и № 16 – с внесением 20 % морковного пюре.

Влияние пюре тыквенного, апельсинового и морковного на органолептические показатели качества кексов Наименование Показатели качества, балл:

Образцы с добавлением тыквенного пюре, % Образцы с добавлением апельсинового пюре, % Образцы с добавлением морковного пюре, % Так как одним из важнейших показателей качества кексов является сохранение ими свежести в процессе хранения, исследовано влияние пюре тыквенного, апельсинового и морков-ного, используемых при производстве кексов в установленных оптимальных дозировках, на процесс черствения изделий при хранении. О степени черствения судили по изменению структурномеханических свойств мякиша в течение 72 часов хранения изделий без упаковки при температуре 18-25 оС и относительной влажности воздуха 65 % – 70 %. Результаты исследований приведены в таблице 3.3 и на рисунке 3.1.

Общая деформация мякиша, ед.пр.

Рис. 3.1. Изменение общей деформации сжатия мякиша в процессе хранения кексов с добавлением пюре тыквенного, Из приведенных выше данных следует, что с внесением тыквенного, апельсинового и морковного пюре увеличивается длительность хранения изделий на 24 часа. Увеличение длительности хранения кексовых изделий с применением плодового и овощного пюре, связано с тем, что входящие в него полисахариды связывают влагу и прочно удерживают ее в связанном состоянии в процессе замеса теста, выпечки и хранения. Также компоненты пюре вступают во взаимодействие с крахмалом и клейковиной, замедляют ретроградацию крахмала и изменение структуры клейковины после выпечки, что способствует замедлению черствения изделий.

Установлено, что пюре из овощей и плодов снижает скорость черствения на 32 % – 40 %. Полисаха-риды добавок, повышая долю связанной влаги в тесте и готовых изделиях, препятствуют выделению воды из набухших зерен крахмала и его кристаллизации, тем самым, замедляя процесс черствения. Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что тыквенное, апельсиновое и морковное пюре снижают степень изменения свойств мякиша в процессе хранения.

Влияние пюре тыквенного, апельсинового и морковного на сохранение образца хранения, ч Нобщ, ед.пр. Нпл, ед.пр. Нупр, ед.пр.

В ходе исследования доказано, что для повышения качества, продления сроков сохранения свежести и расширения ассортимента кексовых изделий целесообразно использовать плодовое или овощное, в частности морковное, пюре в следующих дозировках: 25 % – для апельсинового, 20 % – для тыквенного и морковного пюре.

стабилизирующая способность овощных пюре. При этом устойчивость эмульсии зависит от соотношения жидкой и твердой фазы пюре, степени его дисперсности.

С целью снижения энергетической ценности кексов определяли возможность замены части жира и сахара овощными добавками, а именно морковным и свекольным пюре. Сразу после замеса определяли показатели реологических свойств теста – эффективную вязкость, коэффициент консистенции и индекс течения.

Анализ выпеченных изделий проводили после 8 часов хранения по следующим показателям: удельному объему, пористости, общей сжимаемости, влажности, органическим показателям, окраске корки и мякиша, эластичности и структуре пористости мякиша, вкусу и аромату (таблица 3.4 (в числителе показаны результаты, полученные для образцов с добавлением свекольного пюре, в знаменателе – с добавлением морковного пюре)).

Внесение морковного или свекольного пюре в рецептуру кексов взамен 10 % - 30 % сахара или 10 % - 30 % жира способствует снижению вязкости теста. Показатели качества готовых изделий в зависимости от доли замены сахара и жира изменялись по-разному.

Замена 10 % - 20 % сахара, 10 % - 20 % жира и одновременно 10 % сахара и 10 % жира морковным или свекольным пюре способствовала повышению качества изделий. Очевидно, эти количества овощных добавок являются оптимальными для создания структуры теста, обеспечивающей высокое качество готовой продукции (более высокая эмульгирующая и стабилизирующая способность, лучшее аэрирование рецептурной смеси).

Свойства теста и показатели качества кексов с добавлением морковного или свекольного пюре Свойства теста при = 4,5 с-1:

эффективная вязкость, 103 Па индекс течения 0, Качество изделий:

влажность мякиша, % общая сжимаемость, ед.пр. АП- 4/ Балловая оценка 3, Такие изделия имели больший, по сравнению с контрольными образцами, удельный объем, лучшую структуру пористости, более высокие органолептические показатели.

Проведенные исследования показали возможность и целесообразность замены 20 % сахара или 20 % жира свекольным или морковным пюре в рецептуре кексов. Такие изделия по внешнему виду, окраске корки, форме, состоянию поверхности, структуре пористости, вкусу и аромату не уступают контрольному образцу.

Более высокое снижение доли жира и сахара в рецептуре кексов нецелесообразно, так как приводит к снижению качественных показателей изделий – снижается объем, ухудшается структура пористости (более крупные и толстостенные поры).

По результатам проведенных исследований разработана рецептура кекса «Особый», энергетическая ценность которого ниже традиционного на 13 %.

3.2 Использование пасты и порошка сахарной свеклы при производстве кексов Для определения оптимальной дозировки проводили замену %, 10 % и 15 % сахара, 5 %, 10 % и 15 % жира и совместно 5 %, 10 % и 15 % сахара и жира на пасту сахарной свеклы и исследовали свойства эмульсии и теста, качество готовых изделий (таблицы 3.5, 3.6).

Анализ полученных результатов показал, что при замене сахарного песка и жира пастой сахарной свеклы от 5 % до 15 % происходит изменение реологических свойств эмульсии и теста.

Так, для образцов с заменой 5 %, 10 % и 15 % сахара пастой сахарной свеклы предельное напряжение сдвига для эмульсии увеличилось на 20 %, 86 % и 90 %, для теста – на 54 %, 75 % и 80 % соответственно. Коэффициент консистенции для эмульсии снизил-ся на 10 %, 70 % и 80 %, для теста – на 71 %, 70 % и 64 % соответственно по сравнению с контролем.

Для образцов с 5 %, 10 % и 15 % заменой жира на пасту сахарной свеклы предельное напряжение сдвига эмульсии уменьшилось на 80 %, 84 % и 91 %, теста – на 83 %, 87 % и 88 %, коэффициент консистенции эмульсии – на 50 %, 70 % и 80 %, теста – на 80 %, 76 % и 58 % соответственно по сравнению с контролем.

Реологические характеристики эмульсии и теста при замене сахарного Образцы:

при замене сахара, %:

при замене жира, %:

при замене сахара и жира, %:

Таким образом, замена сахара и жира пастой сахарной свеклы приводит к разжижению эмульсии и упрочнению структуры теста.

При использовании пасты сахарной свеклы взамен сахара и жира улучшаются органолептические и физико-химические показатели качества кексов (таблица 3.6). Исследуемые образцы заметно отличаются от контрольных более равномерной и тонкостенной пористостью, нежным, эластичным мякишем, более ярко выраженным сладким вкусом и ароматом.

Показатели качества кексов с заменой сахара и жира пастой сахарной свеклы Удельный объем, Внешний вид корки, форма, состояние поверхности, Окраска корки, Разжёвываемость, Качество изделий в большей степени улучшается при одновременной замене 10 % сахара и 10 % жира, и 15 % сахара и 15 % жира на пасту сахарной свеклы (удельный объем увеличивается на 36 %, пористость – на 8 % по сравнению с контролем).

Для определения оптимальной дозировки порошка сахарной свеклы его восстанавливали в нативное состояние с водой в соотношении 1:1 и проводили замену 10 %, 15 %, 20 %, 25 % и % сахара в рецептуре кексов. Исследовали поведение свойств теста и эмульсии, качество готовых изделий (таблиц 3.7, 3.8).

Для образцов с заменой 10 % - 30 % сахара порошком сахарной свеклы предельное напряжение сдвига эмульсии увеличилось в среднем на 60 %, теста – на 70 % относительно контроля, коэффициент консистенции эмульсии снизился на 36 %, теста увеличился на 82 %. Было отмечено, что эффективная вязкость эмульсии снижается тем ниже, чем больше внесено порошка сахарной свеклы. А эффективная вязкость теста увеличивается тем выше, чем больше заменяется сахара порошком, что ведет к уплотнению структуры теста.

Анализируя полученные данные по органолептическим и физико-химическим показателям качества, можно сделать вывод о том, что замена сахара порошком сахарной свеклы целесообразна в количестве 20 %.

Реологические характеристики эмульсии и теста при замене сахарного песка порошком сахарной свеклы Исследуе- напряжение сдвига, консистенции Индекс течения вязкость, Па*с Образцы при замене сахара, %: