На правах рукописи

ШИРОКОВА ЛАРИСА ОЛЕГОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СДОБНЫХ БАРАНОК

УЛУЧШЕННОГО КАЧЕСТВА И ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО

НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и

переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва –

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московском государственном университете технологий и управления

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Еркинбаева Роза Канатбаевна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Дубцов Георгий Георгиевич кандидат технических наук, старший научный сотрудник Дремучева Галина Федоровна

Ведущая организация ГОУ ВПО Международная промышленная академия

Защита состоится «28» декабря 2009 г. в 15-00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления» по адресу:

109803, Москва, ул. Талалихина 31, ауд. 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУТУ

Автореферат размещен на сайте ГОУ ВПО МГУТУ www.mgutm.ru Автореферат разослан: «27» ноября 2009 г.

Учёный секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций доктор технических наук, профессор Р.К.Еркинбаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди ассортимента продукции, вырабатываемой хлебопекарной промышленностью особое место занимают баранки, являющиеся национальным сортом изделий. Особенности производства, форма и размеры баранок обусловливают отличие их внутреннего состояния от структуры мякиша хлеба. Баранки характеризуются небольшой, но достаточной прочностью, хрупкостью и набухаемостью в воде без разрушения структуры.

Значительное расширение ассортимента хлебобулочных изделий, в том числе, с увеличенным сроком годности, достаточно жесткая конкуренция отечественных и зарубежных производителей, сбыт продуктов посредством дистрибьюции постепенно привели к сокращению потребления ряда национальных изделий, в том числе баранок. К факторам, способствующим этому процессу, относятся: использование муки с пониженным содержанием клейковины, относительно быстрое черствение баранок, ухудшение вкуса и запаха при хранении, отсутствие в этой группе изделий – продукции профилактического назначения и др.

В условиях конкурентной борьбы за рынок сбыта баранок главным резервом увеличения их реализации является повышение качества. При этом чрезвычайно важно сохранить качество изделий при хранении до 1-2 - х и более месяцев.

В связи с этим актуальным является проведение исследований, направленных на разработку технологии баранок улучшенного качества и профилактического назначения.

В работах отечественных ученых – Ауэрмана Л.Я., Винера М.И., Кульмана А.Г., Кветного Ф.М., Немцовой З.С., Пучковой Л.И., Ройтера М.И., Щербатенко В.В. и других рассматривались требования к качеству сырья, методы, средства, пищевые добавки, способы и режимы выпечки, влияющие на качество бараночных изделий.

В последние годы за рубежом и в России большое внимание уделяется обогащению хлеба различными функциональными ингредиентами, придающими ему лечебные свойства. Данной проблеме посвящены работы ученых Дробот В.И., Ильиной О.А., Матвеевой И.В., Пащенко Л.П., Поландовой Р.Д., Цыгановой Т.Б. и др. Разработан достаточный ассортимент изделий профилактического назначения, которые вырабатываются хлебопекарной отраслью, однако бараночные изделия в этой группе отсутствуют.

Разработанные в последние годы основные концептуальные подходы к развитию новых технологий хлебобулочных изделий на основе оптимизации многофункционального действия, применения сырья с повышенной биологической ценностью показали возможность их применения для создания технологий баранок улучшенного качества и профилактического назначения.

Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований явилось теоретическое обоснование и разработка технологий сдобных баранок улучшенного качества и профилактического назначения.

В соответствии с поставленной целью были определены основные задачи исследования:

- выбор и научное обоснование технологии сдобных баранок улучшенного качества на основе ускоренного способа приготовления теста;

- выбор и научное обоснование применения ацидофильной закваски (АЦЗ), композиции хлебопекарных улучшителей (КХУ) для повышения качества сдобных баранок;

- разработать технологию сдобных баранок улучшенного качества с применением АЦЗ;

- разработать композицию хлебопекарных улучшителей;

- выбор и научное обоснование технологии баранок профилактического назначения;

- разработать рецептуру и технологию баранок профилактического назначения;

- провести опытно-промышленную апробацию и определить экономическую эффективность разработанных технологических решений;

- разработать проекты нормативной документации на технологию сдобных баранок и баранок профилактического назначения.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

Научная новизна. Научно обоснована и разработана технология сдобных баранок, обеспечивающая повышение качества и срок сохранения свежести Выбор и научное обоснование технологии сдобных баранок улучшенного Выбор и научное обоснование применения качества на основе ускоренного способа приготовления теста пищевых добавок – улучшителей для повышения Выбор и научное обоснование технологии баранок Разработка технологии баранок с применением АЦЗ Исследование влияния состава и технологических параметров приготовления полуфабрикатов с АЦЗ на качество баранок Исследование влияния активации дрожжей в ПФ с АЦЗ на качество Исследование влияния количества эмульгатора, жира и сахара в ЭПФ с Исследование влияния разработанной технологии и композиции хлебопекарных улучшителей на структуру баранок Расчет химического состава баранок Исследование влияния разработанной технологии и композиции хлебопекарных улучшителей на содержание свободной и Опытно-промышленная апробация разработанной технологии и композиции хлебопекарных улучшителей и расчет Разработка проектов нормативной документации на технологии сдобных баранок и баранок профилактического назначения продукции путем использования полуфабрикатов хлебопекарного производства с применением ацидофильной закваски.

оптимальными дозировками сухой пшеничной клейковины, моноглицеридов лимоннокислых, ферментных препаратов -амилазы, мальтогенной амилазы, протеиназы и органолептическими, физико-химическими показателями качества и степенью сохранения свежести сдобных баранок.

Впервые установлено влияние применения активации хлебопекарных прессованных дрожжей, эмульгированных полуфабрикатов с ацидофильной закваской, включающих жир, эмульгатор, сахар и использования композиции хлебопекарных улучшителей на органолептические и физико-химические показатели, структуру, содержание свободной и связанной воды в сдобных баранках.

профилактического назначения, основанная на улучшении хлебопекарных повышающих набухание и пептизацию белков, снижающих содержание сахара в продукции.

Практическая значимость. Показана возможность улучшения качества сдобных баранок при ускоренном способе приготовления теста путём применения полуфабрикатов хлебопекарного производства с ацидофильной закваской.

Разработаны технологические решения формирования составов и параметров полуфабрикатов, обеспечивающих повышение качества и срок сохранения улучшителей для производства сдобных баранок. Показана экономическая эффективность и проведена опытно-промышленная апробация разработанных технологических решений. Разработаны проекты нормативной документации на технологии сдобных баранок и баранок профилактического назначения.

конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Н.Новгород, апрель 2007 г.), Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы, стратегии и перспективы инновационного развития промышленности:

Теория и практика» (Н.Новгород, март 2009 г.), Межвузовской научнопрактической конференции «Актуальные вопросы развития пищевой промышленности: Инновации в технологии, экономике, подготовке кадров»

(Н.Новгород, июнь 2009 г.), Всероссийской конференции «Современные технологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов»

(г. Углич, РАСХН, сентябрь 2009 г.), Международном научно-образовательном Форуме «Формирование отраслевой инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и саморегулируемых организаций АКП, пищевой промышленности и индустрии питания» (Москва, октябрь 2009 г.).

Публикации. По материалам работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе две - в ведущих рецензируемых научных журналах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 152 страницах основного текста, включает 39 таблиц и 12 рисунков.

В обзоре научно-технической литературы рассмотрены и систематизированы данные о способах приготовления баранок, влиянии отдельных стадий технологического процесса на структурно-механические свойства баранок, пищевых добавок - улучшителей на качество и сохранение свежести бараночных изделий; сырье и технологии для производства изделий диабетического назначения.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводили в лабораториях кафедр: «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» Московского государственного университета технологий и управления (г. Москва), «Специальные технологии и экспертиза продуктов питания» филиала МГУТУ в г. Н. Новгород, научно-исследовательском центре НМЖК, в лаборатории химической термодинамики НГТУ им. Н.И.Лобачевского, производственные испытания - на предприятиях ОАО «Дзержинский хлеб» и ОАО «Арзамасский хлеб» Нижегородской области.

При проведении исследований использовали сырье: муку пшеничную хлебопекарную: семь проб высшего сорта и четыре пробы первого сорта, соответствующие по качеству требованиям ГОСТ Р 52189–2003, дрожжи хлебопекарные прессованные по ГОСТ 171-81, соль поваренную пищевую «Экстра» (ГОСТ Р 51574-2000), сахар-песок (ГОСТ 21-94), маргарин МТ «Молочный» (ГОСТ Р 52179-2003), масло пальмовое, моноглицериды лимоннокислые (МГ-ЛК) (ТУ 9145-308-00334623-2001), сухую пшеничную клейковину, пищевую лимонную кислоту (ГОСТ 908-79), ферментные препараты Фунгамил 2500 SG (2500 FAU/г), Новомил 1500 МG (1500 МАПУ/г), Нейтраза 1, МG (1,5 АU-NH/кг), смесь диабетическую «Вита» (ТУ 9195-461-05747152-09) с ячменной мукой и другое сырьё.

В соответствии с задачами исследований готовили пшеничные закваски, разработанные в ГОСНИИХП: концентрированную молочнокислую закваску – КМКЗ (L.plantarum, L.fermenti, L.brevis, L.casei) и ацидофильную закваску (L.acidophilus – 146, S.cerevisiae штамм Р-17) вначале по разводочному, затем – по производственному циклу.

При проведении лабораторных выпечек тесто для сдобных баранок готовили ускоренным способом с применением КМКЗ, АЦЗ и лимонной кислоты, для баранок профилактического назначения – ускоренным и опарным способом из смеси ДС «Вита» и пшеничной муки первого сорта. Продолжительность отлёжки теста перед натиркой составляла 0–15 мин, после натирки - 15 мин. Натирку теста осуществляли 7-8 раз, формование тестовых заготовок по методу - «на щипок».

Обварку тестовых заготовок проводили в воде температурой 93–95 °С в течение 60–80 с, расстойку – в течение 60–90 мин, выпечку - при температуре 240±10 °С в течение 12±1 мин.

В работе использовали общепринятые методы оценки свойств сырья, полуфабрикатов хлебопекарного производства и баранок. Анализ качества баранок осуществляли через 6-8 ч после выпечки. При изучении влияния технологии и композиции хлебопекарных улучшителей на степень сохранения свежести изделия упаковывали в полипропиленовую пленку и оценивали их качество через 1, 30 и 60 суток хранения.

Структуру баранок определяли на микроскопе для лабораторной диагностики с использованием программ «Видеотест» и «Видеоанализ». Содержание свободной и связанной воды в баранках определяли с использованием дифференциального сканирующего калориметра теплового потока тип DSC20471(«Netzsch Geratebau», Германия). Химический состав баранок определяли расчетным путем согласно методике, разработанной в МГУТУ. При проведении экспериментов применяли математические методы композиционного униформ–рототабельного планирования с использованием персонального компьютера IВМ, расчеты выполняли в среде Excel for Windows и Statistika 6.

2.2.1. Выбор и научное обоснование технологии сдобных баранок улучшенного качества на основе ускоренного способа приготовления теста с применением АЦЗ и КХУ Вследствие сокращения объёмов выработки, дискретных режимов работы хлебопекарных предприятий и других факторов, в производстве баранок достаточно широко применяют ускоренные способы приготовления теста с использованием КМКЗ и лимонной кислоты. Важным показателем качества баранок является коэффициент набухаемости, который в значительной степени зависит от пористости, смачиваемости материала и прочности структуры.

Пористость бараночной массы обеспечивает достаточно хорошую пропитку материала влагой, поэтому все технологические мероприятия, повышающие пористость баранок, увеличивают их набухаемость. Баранки хорошего качества должны обладать достаточно развитой системой макро - и микропор. При этом существенное значение имеют размер пор и их соотношение, форма и взаимное смачиваемость материала водой. Суммарная внутренняя поверхность хорошо развитой системы пор обеспечивает большую поверхность соприкосновения между твердой и жидкой фазами. Прочность структуры является одним из важных факторов при набухании баранок, так как основное количество влаги связывается осмотически. Следовательно, хорошо набухать и размягчаться будут те баранки, в которых связь между структурными элементами бараночной массы не слишком прочна.

Роль белков и крахмала в этом процессе различна. Денатурация белков повышает прочность структуры, что фиксирует структуру баранки, и важно для ее набухаемости. Крахмал при выпечке клейстеризуется, и тем самым снижается плотность структуры крахмальных зерен. Отсюда следует, что в процессе осмотического набухания баранки, существенная роль принадлежит частично клейстеризованному крахмалу. Чем слабее связь между зернами крахмала, тем легче и полнее изделие набухает в воде и тем лучше оно размягчается. Однако структура баранки не должна быть слишком ослаблена, поскольку необходима достаточная прочность, препятствующая её разрушению при набухании.

Исходя из значительного соответствия биохимических, коллоидных, микробиологических процессов, происходящих при приготовлении теста для баранок и теста для булочных изделий, возможно использование сырья и технологических приёмов, обуславливающих формирование развитой мелкопористой структуры, снижение степени черствения, улучшение вкуса и запаха изделий.

Объём и разрыхленность баранок, как и хлеба, зависят от хлебопекарных свойств муки и в значительной мере от содержания и качества клейковины, которая влияет на газоудерживающую способность теста, соотношение форм связи влаги, гидрофильные свойства мякиша и степень черствения. Повышение газоудерживающей способности теста можно достичь усиленной механической обработкой теста при замесе, бараночного теста - дополнительно путем увеличения числа прокаток при натирке (до 7-9 раз). Важна также роль газообразующей способности муки, на которую влияет количество и активность амилолитических ферментов, температура теста, бродильная активность дрожжей и др. Одним из способов повышения бродильной активности дрожжей является их активация в водно-мучной среде.

Улучшение вкуса и запаха баранок, ускорение технологического процесса возможны в результате применения биологических заквасок, влияющих на модификацию белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов муки, способствующих интенсификации кислотонакопления и образованию предшественников ароматобразующих соединений.

Применение хлебопекарных улучшителей вследствие биохимических превращений структурных компонентов теста под их воздействием, обеспечивает ускорение процесса созревания теста, улучшение качества и снижение степени черствения изделий. Потерю влаги баранок при хранении, повышающую их прочность, можно замедлить путем применения эмульгаторов. Введение жира в эмульгированном виде будет способствовать формированию мелкопористой массы и улучшению структуры баранок.

технологических решений для реализации их на хлебопекарных предприятиях с предусматривают: применение биологических заквасок; активацию хлебопекарных прессованных дрожжей; использование хлебопекарных улучшителей.

2.2.1.1. Разработка технологии баранок с применением АЦЗ Выбор ацидофильной закваски для разработки технологии баранок обусловлен ее технологическими характеристиками: кислотообразующей и бродильной способностью (КМКЗ характеризуется только кислотообразующей способностью), применение АЦЗ сокращает расход дрожжей, улучшает пористость, обусловливает выраженный запах хлебобулочных изделий.

Исследование влияния состава и технологических параметров приготовления полуфабрикатов с АЦЗ на качество баранок Исследование влияния количества АЦЗ на качество баранок При разработке технологии с использованием АЦЗ вначале определяли количество закваски, обеспечивающее необходимую кислотность и другие показатели качества баранок. Закваску вводили при замесе теста в количестве от 10,0 до 18,0 % к массе муки в тесте. Контрольную пробу теста готовили с 7,5 % КМКЗ. Установили, что оптимальный расход АЦЗ составляет 14,0–16,0 %, при этом кислотность теста была равна 2,7–2,8 град, изделий – 2,3–2,4 град. По сравнению с контролем опытные пробы характеризовались более выраженным вкусом и запахом, хрупкостью, коэффициент набухаемости (КФН) составлял 2,6– 2,8, (контрольных проб 2,5).

Исследование влияния активации дрожжей в полуфабрикате с АЦЗ на При приготовлении теста ускоренным способом для баранок рекомендована активация дрожжей. В связи с этим определяли состав и режим приготовления полуфабриката (ПФ) для активации дрожжей. В состав среды включали:

пшеничную муку и воду, АЦЗ и дрожжи (1:1). Соотношение муки и воды в ПФ составляло 1:2, что обеспечивало необходимое количество питательных веществ для жизнедеятельности дрожжей. С применением униформ – рототабельного планирования эксперимента определяли оптимальные дозировку дрожжей (Х1 от 0,25 до 1,75 %) и продолжительность выдерживания ПФ (Х2 от 20 до 80 мин) при температуре 30±2 С. В качестве критерия оценки влияния исследуемых факторов на качество баранок выбрали КФН (У). В результате математической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии, адекватно описывающее зависимость показателя в реализованном диапазоне измерения параметров:

У=0,3326 + 1,2311Х1 + 0,1255Х2 – 0,201Х12 – 0,0111Х1Х2 – 0,002Х Результаты исследований, приведенные на рисунке 2, показывают, что при внесении 1,0 % хлебопекарных дрожжей и выдерживании ПФ в течение 25 мин КФН наиболее высокий – 3,2 - 3,5. Затем исследовали влияние на свойства теста и качество баранок применения ПФ при разной продолжительности отлежки теста перед натиркой. Установили, что применение ПФ позволяет исключить эту стадию или проводить в течение не более 5 мин, т.к. более продолжительная отлежка снижает эластичность теста, приводит к формированию неоднородной структуры с преобладанием средних пор, снижает прочность баранок. Очевидно, это является следствием более интенсивного спиртового брожения при отлежке и расстойке тестовых заготовок. Применение ПФ повысило КФН на 14,0–40,0 %, изделия характеризовались большей хрупкостью и более выраженным сдобным запахом по сравнению с контрольными образцами, приготовленными с 7,5 % КМКЗ и 15,0 % АЦЗ.

Таким образом, разработана снижающая расход дрожжей и улучшающая качество сдобных баранок технология с минимальными дополнительными затратами, которая предусматривает приготовление ПФ влажностью 70,0±2,0 % для активации дрожжей в течение 25-30 мин из муки, 1,0 % АЦЗ и 1,0 % дрожжей, замес теста с ПФ и 14,0 % АЦЗ и других рецептурных компонентов, исключение стадии отлежки теста перед натиркой.

Исследование влияния количества эмульгатора, жира и сахара в эмульгированном полуфабрикате с АЦЗ на качество баранок Изменение порядка дозирования сырья при ускоренном способе приготовления пшеничного теста: например, добавление жира и/или сахара в КМКЗ и последующее выдерживание смеси при температуре 36±2 С приводит к улучшению свойств и интенсификации созревания теста, повышению качества хлеба. Сахар в закваске инвертируется до глюкозы и фруктозы – легко сбраживаемых хлебопекарными дрожжами и являющихся предшественниками ароматобразующих соединений. Жир, добавленный в КМКЗ, подвергается гидролитическим, окислительным превращениям, взаимодействует со структурными компонентами муки. Введение в тесто смесей, содержащих глюкозу, фруктозу моно- и диглицериды, ненасыщенные жирные кислоты, гидроперекиси, комплексы жирных кислот с белками и углеводами муки, обусловливают улучшение качества продукции.

Добавление при замесе теста жира в эмульгированном виде позволяет существенно повысить качество и снизить степень черствения изделий. При отсутствии в сырье, используемом для приготовления эмульгированных масс естественных эмульгирующих веществ или при их недостаточном количестве, необходимо применять эмульгаторы.

Исходя из указанных предпосылок, готовили эмульгированные полуфабрикаты (ЭПФ) с АЦЗ. В качестве эмульгатора выбрали МГ-ЛК (сырье отечественного производства), которые рекомендованы для стабилизации эмульсий и улучшения качества хлебобулочных изделий.

Вначале исследовали влияние количества маргарина и МГ-ЛК в составе ЭПФ-1 на параметры приготовления теста и качество баранок. С применением униформ-рототабельного планирования эксперимента определяли оптимальные дозировки жира и эмульгатора. Количество маргарина (Х3) варьировали от 2,5 до 12,5 %, МГ-ЛК (Х4) – от 0,2 до 0,6 % к массе муки в тесте. Критерием оценки влияния исследуемых факторов на качество баранок выбрали КФН (У).

В результате математической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии, адекватно описывающее зависимость показателя в реализованном диапазоне измерения параметров:

У = - 1,4581 + 12,9166Х3 + 0,7364Х4 – 9,2053Х32 – 0,8015Х3Х4 – 0,0277Х Результаты исследований, приведенные на рисунке 3, показывают, что наиболее высокий КФН (3,7–3,9) достигался при использовании маргарина в количестве 7,5–11,0 % и МГ-ЛК 0,25–0,4 %. При этом с увеличением количества маргарина расход МГ-ЛК снижался, что очевидно обусловлено наличием их в составе маргарина.

Затем изучали влияние количества маргарина и сахара в составе ЭПФ-2 с добавлением 0,3 % МГ-ЛК на показатели качества баранок. Определяли оптимальные дозировки маргарина (Х3 – 2,5 – 12,5 %) и сахара (Х5 – 4,0 – 12,0 %).

Получено уравнение регрессии, адекватно описывающее зависимость показателя в реализованном диапазоне измерений параметров:

У = 0,4927 + 0,2503Х3 + 0,576Х5 – 0,0105Х32 – 0,0076Х3Х5 – 0,029Х Установили (рисунок 4), что наиболее высокий КФН (4,0–4,2) достигался при использовании маргарина в количестве 7,5–11,0 % и сахара – 8,0 % к массе муки в тесте.

Исследование влияния технологических параметров приготовления ЭПФ Определяли влияние продолжительности выдерживания ЭПФ (в течение 0- мин) перед добавлением в тесто на параметры приготовления теста и качество баранок. С увеличением продолжительности выдерживания возрастала конечная кислотность теста, снижался период расстойки на 10-15 мин по сравнению с контролем. Установили, что оптимальная продолжительность выдерживания ЭПФ составляет 20–30 мин: при меньшей продолжительности выдерживания КФН снижался на 11,5–16,0 %, при более длительной – снижался на 7,5-16 %, баранки характеризовались большей прочностью.

Очевидно при меньшей, чем 20 мин продолжительности выдерживания ЭПФ, биохимические превращения липидов и гидролиз сахарозы протекают в той степени, которая не оказывает существенного влияния на изменение внутреннего состояния изделий. При выдерживании ЭПФ в течение более 30 мин образующиеся вследствие модификации жира соединения (перекиси, гидроперекиси) приводят к укреплению теста, что обусловливает меньшую хрупкость баранок.

Для исключения стадии отлежки теста перед его натиркой определяли влияние применения ЭПФ и начальной температуры теста на качество баранок. Тесто готовили с начальной температурой 33±1 С и 36±1 С, продолжительность отлежки после замеса составляла – 0 и 15 мин. Установили, что отлёжка теста (15 мин) при температуре 33±1 С улучшала свойства теста и качество баранок, при температуре 36±1 С снижала их показатели, то есть повышение начальной температуры теста до 36±1 С позволило исключить стадию его отлежки перед натиркой, т.к. по органолептическим и физико-химическим показателям баранки почти не отличались от изделий, приготовленных из теста с начальной температурой 33±1 С и подвергнутого отлежке перед натиркой в течение 15 мин.

Опытные образцы, приготовленные с использованием ЭПФ по сравнению с контрольными, характеризовались интенсивным цветом, сдобным выраженным запахом, мелкой однородной и тонкостенной пористостью, большим КФН (на 32,0–50,0 %).

При определении влияния ЭПФ на степень сохранения свежести изделий с целью исключения окислительной порчи жира, обусловливающую прогоркание баранок, в рецептуру теста вместо маргарина включали пальмовое масло (7,2 %).

Установили, что потеря влаги опытных образцов за 30 и 60 сут хранения по сравнению с первыми сутками составляла 3,0 и 11,5 %, контрольных проб - 6,0 и 12,5 % соответственно. Это свидетельствует о том, что применение ЭПФ способствует снижению степени черствения изделий.

2.2.1.2. Разработка композиции хлебопекарных улучшителей для повышения качества баранок. Исследование влияния пищевых добавок – улучшителей на технологические параметры приготовления теста и качество баранок Для разработки технологических решений формирования композиции хлебопекарных улучшителей (КХУ) исследовали влияние различных дозировок пищевых добавок-улучшителей. Подбор дозировок улучшителей осуществляли по результатам лабораторной выпечки. Тесто готовили ускоренным способом с добавлением 0,15 % лимонной кислоты. При приготовлении опытных проб теста добавляли сухую пшеничную клейковину (0,5–2,5 % к массе муки), МГ-ЛК (0,1– 0,5 %), ферментные препараты: Фунгамил 2500 SG (0,0002–0,0005 %), Новомил 1500 MG (0,04–0,05 %) и Нейтразу 1,5 MG (0,0001–0,0004 %). Контрольные пробы теста готовили без добавления улучшителей. Проведенные исследования показали влияние исследуемых пищевых добавок на внешний вид, вкус, запах, хрупкость, КФН и степень сохранения свежести сдобных баранок. Были выявлены возможность биохимической модификации структурных компонентов муки, достижение наилучшего качества и снижения степени черствения баранок при использовании:

- сухой пшеничной клейковины в количестве 1,5–2,0 %, которая повышала содержание клейковины, обуславливала увеличение водопоглотительной способности и улучшение упруго-эластичных свойств теста, способствовала снижению черствения баранок; - -амилазы, осуществляющей гидролиз - 1,4 – гликозидных связей крахмала, обуславливающей увеличение сахаро- и газообразующей способности муки, образование предшественников ароматобразующих соединений; - мальтогенной амилазы, осуществляющей гидролиз крахмала с образованием олигосахаридов с длиной цепи 2-4, повышающих водопоглотительную способность теста и способствующих снижению потери влаги изделий при хранении; - протеазы, осуществляющей гидролиз пептидных связей белка, способствующей повышению растяжимости теста, образованию предшественников ароматобразующих соединений; моноглицеридов лимоннокислых, адсорбирующихся на поверхности раздела фаз и понижающих их поверхностное натяжение, улучшающих реологические свойства теста, внутреннее состояние баранок, замедляющих процесс их черствения.

Максимальный технологический эффект повышения качества сдобных баранок достигался при совместном использовании, % к массе муки: 1,5 сухой пшеничной клейковины, 0,3 МГ-ЛК; ферментных препаратов: 0,0002 Фунгамила SG, 0,0001 Нейтразы MG и 0,04 Новомила MG.

Исследования по определению влияния КХУ на качество баранок при хранении показали, что потеря влаги опытных проб за 30 и 60 сут хранения по сравнению с первыми сутками составляла 3,5 и 7,9 %, контрольных проб - 8,4 и 15,1 % соответственно.

Применение разработанной КХУ (таблица 1) позволило улучшить внутреннее состояние баранок – сформировать более мелкую, равномерную пористость, интенсифицировать цвет, улучшить запах, повысить КФН изделий на 34,5 % и выход продукции за счет увеличения влажности примерно на 2,0 %, а также повысить срок сохранения свежести до 60 сут.

Таблица 1 – Влияние разработанной композиции хлебопекарных улучшителей на показатели качества сдобных баранок Внутреннее состояние Контроль – Неравномерная пористость, средняя мелкая 2.2.1.3. Исследование влияния разработанной технологии и композиции хлебопекарных улучшителей на структуру баранок Исследовали структуру сдобных баранок, приготовленных с использованием разработанной технологии и КХУ. Контрольную пробу баранок готовили использованием ЭПФ-2, опытную пробу С - ускоренным способом с лимонной кислотой и 2,0 % КХУ.

Результаты изучения структуры баранок (рисунок 5) свидетельствуют о том, что опытные пробы изделий характеризовались более развитой структурой макрои микропор. Контрольная проба имела большую плотность, меньшую разрыхленность, преимущественно крупные поры. Опытные пробы характеризовались меньшей плотностью, большей разрыхленностью, более однородной развитой структурой межпоровых стенок, мелкими порами. Более развитая, тонкостенная мелкая пористость опытных проб баранок, очевидно, обусловливает увеличение КФН изделий, что подтверждают эффективность разработанных технологических решений.

2.2.1.4. Исследование влияния разработанной технологии и КХУ на содержание свободной и связанной воды в баранках Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) определяли содержание свободной воды и степень прочности связи между молекулами воды и субстанций баранок. В качестве контрольных и опытных проб использовали пробы, указанные в разделе 2.2.1.3. Полученные результаты приведены на рисунке 6. Из характеристик кривых ДСК следует, что содержание свободной воды в контрольной пробе, по сравнению с опытными с ЭПФ-2 и КХУ, было выше на 16,2 и 24,3 %, поэтому энтальпия первого эндотермического перехода (1ый пик кривой ДСК соответствует переходу свободной воды из кристаллического состояния в жидкое) наиболее высокая у контрольных проб баранок - 1,246 Дж/г, у опытных с ЭПФ-2 и КХУ меньше на 17,7 и на 24,9 % соответственно.

станцией опытных баранок с ЭПФ-2 и КХУ и процесса испарения по сравнению с показателями контрольной пробы была на 9,8 и 5,9 % выше. Следовательно, степень прочности связи воды в опытных пробах выше, чем в контрольной, что объясняет большую степень сохранения свежести баранок, приготовленных по разработанным технологическим решениям.

2.2.2. Выбор и научное обоснование технологии баранок В последние годы установлена целесообразность применения ячменных продуктов в производстве хлебобулочных изделий диабетического назначения, поскольку -глюкан ячменя обладает низким гликемическим индексом. Так, в ГОСНИИХП разработана диабетическая смесь «Вита» (ДС «Вита»), содержащая ячменную муку, сухое обезжиренное молоко и другие компоненты, сочетание которых обеспечивает хорошее качество и антидиабетические свойства хлеба, что подтверждено клиническими испытаниями.

Использование нетрадиционного сырья вызывает необходимость оценки не только его физиологической эффективности в составе хлеба, но и взаимовлияния с рецептурными компонентами теста, эффективности технологии его использования. Поскольку ячменная мука характеризуется короткорвущейся клейковиной, при её переработке рекомендуется использовать технологические приёмы, которые обеспечивают ее достаточное набухание. При этом целесообразно применять отечественное сырье с известными технологическими и антидиабетическими свойствами. В связи с вышеизложенным для разработки рецептуры баранок профилактического назначения была использована ДС «Вита».

2.2.2.1. Разработка рецептуры и технологии баранок профилактического Исследование влияния количества ДС «Вита» на качество баранок Для разработки рецептуры баранок проводили лабораторные выпечки.

Вначале определяли количество ДС «Вита», позволяющее получать изделия с удовлетворительным внешним видом, вкусом, запахом и цветом. Для этого тесто готовили ускоренным способом из смеси ДС «Вита» и пшеничной муки первого сорта в соотношении 20:80 – 80:20. Контрольную пробу баранок готовили из пшеничной муки первого сорта. Установили, что с увеличением количества ДС «Вита» баранки приобретают темный цвет, ячменный вкус и запах, становятся менее хрупкими по сравнению с контролем. Уточнение количества ДС «Вита» (от 30,0-40,0 %) показало оптимальную дозировку – 36,0 %, обеспечивающую удовлетворительное качество баранок.

Исследование способа и технологических параметров приготовления Исследовали влияние способа приготовления теста (опарного и ускоренного) на качество изделий. Определили, что применение опарного способа способствует повышению КФН, улучшению вкуса, запаха и структуры баранок. Затем последовательно изучали влияние на качество изделий следующих технологических приемов:

- изменение порядка дозирования ДС «Вита»: в опару (36,0 %) или в тесто (36,0 %), или в опару и тесто в различных дозировках - 12,0повышение влажности опары до 50,0-55,0 % с целью улучшения набухания белков ячменной и пшеничной муки, улучшения свойств клейковины;

при этом с целью исключения «перебраживания» опары ее готовили с пониженной начальной температурой 25-26 оС; - введение в опару 1,0-5,0 % АЦЗ для повышения начальной кислотности и кислотообразования при брожении полуфабрикатов, снижения активности амилолитических ферментов; - увеличение количества прессованных дрожжей на 0,2-0,5 % к массе муки путем введения их при замесе теста для интенсификации спиртового брожения.

Определили, что наилучшими по качеству были баранки, приготовленные при введении 12,0-18,0 % ДС «Вита» в опару и 24,0-18,0 % соответственно в тесто. При повышении влажности опары до 51,0-54,0 % и снижении начальной температуры до 25-26 С обеспечивалась конечная кислотность (3,5-3,6 град) и повышалась эластичность теста, очевидно, вследствие лучшего набухания белков ячменной муки.

Баранки характеризовались более мелкой пористостью, более выраженным запахом, КФН был выше КФН контрольных баранок на 4,5-9,0 %.

При определении оптимального количества АЦЗ и продолжительности брожения опары, через 90, 120, 150, 180 мин от начала брожения опары определяли ее кислотность. Установили, что кислотность опар - 3,0-3,5 град достигалась при брожении контрольной пробы через 180-210 мин, опытных с 1,0-1,5 % АЦЗ – через 150-180 мин, с 2,0 % АЦЗ - через 120-150 мин, с 2,5-3,0 % АЦЗ - через 90-120 мин.

Исходя из положения о том, что набухаемость белков ячменной муки должна быть достаточной, а углеводы как можно меньше подвергаться гидролизу, в дальнейших исследованиях вводили 2,5 % АЦЗ в опару, продолжительность брожения которой составляла 120 мин. При этом по сравнению с контролем тесто было более эластичное, повышалась хрупкость изделий и КФН на 4,5-9,0 %, что свидетельствует о большей степени разрыхленности баранок.

Добавление 0,3-0,5 % прессованных дрожжей при замесе теста сокращало продолжительность расстойки тестовых заготовок на 10-15 мин при исключении стадии отлежки теста перед натиркой, повышало степень разрыхленности баранок, хрупкость, кислотность на 0,2-0,3 град и КФН на 7-8 %.

Таким образом, разработана технология баранок профилактического назначения, позволяющая вырабатывать изделия хорошего качества, которая предусматривает приготовление опары из 12,0–18,0 % ДС «Вита» и 24,0–18,0 % пшеничной муки первого сорта, 2,0–3,0 % АЦЗ, 0,5 % хлебопекарных прессованных дрожжей и воды, с влажностью – 51,0±1,0 %, начальной температурой – 25–26 С, продолжительностью брожения – 120 мин; замес теста из полученной опары, 18,0–24,0 % ДС «Вита», оставшейся части пшеничной муки, 0,2–0,3 % дрожжей, соли и воды; натирку теста, его отлежку, формование тестовых заготовок, расстойку, выпечку баранок.

2.2.2.2. Определение количества сахара в пшеничной муке, ДС «Вита», в полуфабрикатах хлебопекарного производства и баранках Для оценки влияния разработанной технологии на количество сахара в баранках определяли содержание сахара в пшеничной муке первого сорта, ДС «Вита», в опаре после замеса и через 60, 120 и 180 мин брожения, в тесте после замеса, в тестовых заготовках перед посадкой в печь и в баранках через 6 ч после выпечки. Полученные результаты, приведенные на рисунке 7, показывают, что в контрольной пробе опары, после замеса количество сахара на 44,0 % меньше, чем в опытной пробе, очевидно, вследствие того, что в состав ДС «Вита» включено сухое обезжиренное молоко, содержащее лактозу. В течение первого часа брожения контрольной опары количество сахара возрастало примерно на 7,8 %, в опытной сокращалось на 9,9 %. Это, вероятно, обусловлено введением при Рисунок 7- Влияние разработанной технологии на содержание сахара в замесе опытной пробы АЦЗ, содержащей активные дрожжевые клетки, которые уже адаптированы к сбраживанию мальтозы. За второй час брожения содержание сахара в опытной пробе снизилось на 17,0 %, в контрольной пробе - на 15,2 %, что свидетельствует о том, что дрожжевые клетки в контрольной опаре адаптировались к потреблению мальтозы. Через 180 мин брожения содержание сахара в контрольной опаре по сравнению с количеством его после второго часа брожения снизилось на 19,5 %, в опытной – на 32,4 %.

В период между замесом теста и посадкой тестовых заготовок в печь снижение количества сахара в контрольной пробе составило 38,0 %, в опытной – 45,6 %, вероятно за счет дополнительного введения дрожжей при замесе теста, что ускорило процесс брожения. Содержание сахара в контрольных пробах баранок составляло 2,30 %, в опытных - 2, 07 %. Увеличение содержания сахара в баранках по сравнению с количеством его в тестовых заготовках обусловлено, очевидно, повышением степени гидролиза клейстеризованного крахмала в начале выпечки.

Меньшее количество сахара в опытной пробе по сравнению с контрольной, возможно обусловлено, интенсивным расходом лактозы, активно участвующей в реакции меланоидинообразования.

Полученные результаты подтвердили правильность теоретического обоснования используемых приёмов при разработке технологии баранок профилактического назначения.

Таким образом, разработана технология, обеспечивающая наибольший эффект улучшения качества баранок: выраженный хлебный вкус и запах, достаточную разрыхленность, хрупкость и набухаемость (КФН 2,5 – 2,8).

2.2.2.3. Расчет химического состава баранок Баранки с ДС «Вита», по сравнению с контролем из пшеничной муки, характеризовались повышенным содержанием незаменимых аминокислот – лизина, триптофана, минеральных веществ (калия, кальция, магния), пищевых волокон (на 22 %), белка (на 3,5 %), пониженным содержанием углеводов (на 1,5 %).

2.2.3. Расчет экономической эффективности и опытно-промышленная Проведенные производственные испытания технологических решений улучшения качества сдобных баранок на хлебопекарных предприятиях подтвердили результаты исследований, полученные в лабораторных условиях. Выработанные баранки «Черкизовские» (ГОСТ 7128-91) с ЭПФ и КХУ из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта характеризовались хорошим внешним видом, глянцевой поверхностью, выраженным сдобным вкусом и запахом, мелкой развитой пористостью, более высоким КФН по сравнению с контролем. Расчетный годовой экономический эффект от применения КХУ при производстве сдобных баранок на хлебозаводе мощностью 30 т изделий в сутки составляет 1,2 млн. рублей Проведены комплексные исследования по разработке технологии сдобных баранок улучшенного качества и профилактического назначения.

1.Научно обоснована и разработана технология сдобных баранок улучшенного качества на основе ускоренного способа приготовления теста.

1.1 Осуществлен выбор биологической закваски - ацидофильной, обладающей высокими технологическими свойствами для разработки технологии сдобных баранок.

1.2 Определена оптимальная дозировка АЦЗ (14,0–16,0 % к массе муки в тесте), обеспечивающая улучшение качества изделий.

1.3 С использованием методов математического планирования экспериментов установлены составы и режимы приготовления полуфабрикатов, обусловливающие улучшение внешнего вида, вкуса, запаха, структуры, повышение КФН и степени сохранения свежести сдобных баранок, приготовленных с использованием:

- активации дрожжей в ПФ, содержащем 4,0 % пшеничной муки, 1,0 % прессованных хлебопекарных дрожжей и 1,0 % АЦЗ к массе муки в тесте, влажностью 70,0±2,0 %, с последующим выдерживанием смеси в течение 30 – мин;

- эмульгированного полуфабриката (ЭПФ-1) из 14,0–16,0 % АЦЗ, 0,3–0,5 % МГЛК, 5,0–10,0 % маргарина, с последующим выдерживанием при температуре 32± С в течение 20 – 30 мин перед замесом теста;

- эмульгированного полуфабриката (ЭПФ-2) из 14,0–16,0 % АЦЗ, 0,3–0,5 % МГЛК, 5,0 – 10,0 % маргарина, 7,0–8,0 % сахара, с последующим выдерживанием в течение 20–30 мин при температуре 32±1 С перед замесом теста.

1.4 Показано, что использование ПФ обеспечивает снижение расхода дрожжей и повышение КФН на 14,0 – 40,0 %, применение ЭПФ увеличивает КФН на 32,0 – 50,0 % по сравнению с КФН контроля, улучшает цвет, вкус, запах и внутреннее состояние изделий.

1.5 Установлено, что применение ЭПФ и повышение начальной температуры теста до 36±1 С сокращает процесс производства за счет исключения стадии отлежки теста перед натиркой и при этом обеспечивается высокое качество продукции, увеличивается срок сохранения свежести баранок.

2. Научно обоснована и разработана композиция хлебопекарных улучшителей (КХУ), включающая сухую пшеничную клейковину, МГ-ЛК, ферментные препараты содержащие -амилазу, мальтогенную амилазу и протеазы.

3. Показано влияние разработанной технологии и КХУ на внутреннее состояние баранок, применение которых обеспечивает по сравнению с контролем более развитую структуру тонкостенных макро- и микропор.

4. Установлено, что применение разработанной технологии и КХУ уменьшает степень черствения баранок при хранении: снижение влажности опытных проб в течение 30 и 60 сут хранения, по сравнению с 1-ми сут, составляло 3,0 и 11,5 %, контрольных – 6,0 и 15,1 % соответственно.

5. Определение содержания свободной, связанной воды и энтальпий её физических превращений методом дифференциальной сканирующей калориметрии показало, что применение разработанной технологии и КХУ по сравнению с контролем снижает на 16,2 - 24,3 % содержание свободной воды;

энтальпия разрушения связей между молекулами связанной воды и субстанций опытных баранок была выше контрольных на 5,9 – 9,8 %, что свидетельствует о повышении степени прочности связи воды в опытных пробах баранок.

6. Проведенные производственные испытания по выработке сдобных баранок с использованием разработанной технологии и КХУ подтвердили результаты лабораторных исследований.

7. Научно обоснованы и разработаны рецептура и технология баранок профилактического назначения, основанная на повышении хлебопекарных свойств ячменной муки за счет оптимальных режимов технологического процесса.

7.1 Установлена оптимальная дозировка диабетической смеси «Вита» с ячменной мукой: 36 % к общей массе смеси из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и ДС «Вита».

7.2 Показано улучшающее влияние на качество баранок применения разработанной технологии, предусматривающей приготовление опары из 12,0– 18,0 % ДС «Вита» и 24,0–18,0 % пшеничной муки первого сорта, 2,0–3,0 % АЦЗ, 0,5 % хлебопекарных прессованных дрожжей, с влажностью – 51,0±1,0 %, начальной температурой – 25–26 С, продолжительностью брожения – 120 мин;

замес теста из полученной опары, с внесением 24,0–18,0 % ДС «Вита», оставшейся части пшеничной муки, 0,2–0,3 % дрожжей, соли; натирку теста, его отлежку, формование тестовых заготовок, расстойку, выпечку баранок.

8. Расчет химического состава баранок профилактического назначения показал уменьшение содержания углеводов на 1,5 %, повышение количества белка на 3, % и пищевых волокон на 22,0 % в 100 г изделия, по сравнению с данными показателями баранок из пшеничной хлебопекарной муки первого сорта.

9. Разработаны проекты нормативной документации на технологии сдобных баранок и баранок профилактического назначения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Широкова Л.О. Повышение пищевой ценности диетических хлебобулочных изделий для профилактического и лечебного питания [Текст]/ Л.О. Широкова // Стратегия развития пищевой промышлености: Сборник трудов межвузовской научно-практической конференции преподавателей вузов, ученых, специалистов, аспирантов, студентов, г. Нижний Новгород, 2007. - с.62-63.

2. Широкова Л.О. Влияние способов приготовления полуфабрикатов на качество баранок [Текст]/ И.А.Гагарина, Л.О. Широкова // Актуальные проблемы, стратегии и перспективы инновационного развития промышленности: Теория и практика: Сборник трудов межвузовской студенческой научно-практической конференции, г. Нижний Новгород, 2009. - с.196-199.

3. Широкова Л.О Изменение структурно-механических свойств баранок при их хранении [Текст]/ Л.О. Широкова // Актуальные проблемы, стратегии и перспективы инновационного развития промышленности: Теория и практика:

сборник трудов межвузовской научно-практической конференции, г. Нижний Новгород, 2009. - с.258-259.

4. Широкова Л.О. Повышение качества баранок [Текст]/ Л.О. Широкова // Актуальные вопросы развития пищевой промышленности: Инновации в технологии, экономике, подготовке кадров: сборник трудов межвузовской научно-практической конференции, г. Нижний Новгород, 2009. - с.63-65.

5. Широкова, Л.О. Повышение качества баранок с использованием пищевых добавок [Текст]/ Л.О. Широкова //Международный научно-образовательный Форум «Формирование отраслевой инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и саморегулируемых организаций АКП, пищевой промышленности и индустрии питания»: Сборник научных статей. Москва, 2009.

- с.55-57.

6. Широкова Л.О. Повышение качества баранок с использованием заквасок [Текст]/ Р.К. Еркинбаева, Т.В. Быковченко, Л.О. Широкова // Современные технологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов:

Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, г. Углич, РАСХН, 2009. - с.75-77.

7. Широкова Л.О. Исследование влияния пищевых добавок на качество и срок хранения сдобных баранок [Текст]/ Р.К. Еркинбаева, Л.О. Широкова // Хлебопродукты. – 2009. - №11 – с.54-55.

8. Широкова, Л.О. Исследования по разработке технологии баранок улучшенного качества и профилактического назначения [Текст]/ Р.К. Еркинбаева, Л.О. Широкова // Пищевая промышленность – 2009. - №11 – с.69-70.

9. Заявка на способ приготовления бараночных изделий.

АЦЗ – ацидофильная закваска ЭПФ – эмульгированный полуфабрикат ПФ – полуфабрикат для активации дрожжей КМКЗ – концентрированная молочнокислая закваска КФН – коэффициент набухаемости КХУ – композиция хлебопекарных улучшителей МГ-ЛК - моноглицериды лимоннокислые ДС «Вита» - диабетическая смесь «Вита»

НМЖК – Нижегородский масло-жировой комбинат