На правах рукописи

ЧЕКУРОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦВЕТОЧНОЙ ПЫЛЬЦЫ-ОБНОЖКИ И ПЕРГИ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и

переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,

плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2010

Работа выполнена в Московском государственном университете технологий и управления им. К.Г. Разумовского доктор технических наук, профессор,

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки РФ Цыганова Татьяна Борисовна доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Дубцов Георгий Георгиевич кандидат технических наук, старший научный сотрудник Тарасова Людмила Петровна ОАО «Мособлхлеб»

Ведущая организация:

Защита состоится « 27 »декабря 2010 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.122.02 при ФГОУ ВПО Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского по адресу: 109029, Москва, ул. Талалихина, 31, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГУТУ им. К.Г.

Разумовского

Автореферат размещен на сайте ФГОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского www.mgutm.ru Автореферат разослан: « 26 » ноября 2010 г.

Учёный секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций кандидат технических наук, доцент Н.С. Конотоп

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одной из проблем современного мира является ухудшение здоровья населения, серьезную роль в этом играет питание. Одним из механизмов для формирования здорового питания населения, в соответствии с Доктриной продовольственной безопасности РФ, утвержденной Указом Президента РФ от 30 января 2010г, является «наращивание производства новых обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов».

В пищевом рационе населения России хлеб занимает одно из ведущих мест, в связи с этим актуальным является разработка хлебобулочных изделий функционального назначения, которые будут способствовать нормальному развитию и функционированию организма, повышать устойчивость к неблагоприятным воздействиям, возникновению и развитию заболеваний.

Созданию хлебобулочных изделий функционального назначения посвящены работы многих отечественных ученых: Пучковой Л.И., Поландовой Р.Д., Дробот В.И., Дубцова Г.Г., Цыгановой Т.Б., Ильиной О.А., Матвеевой И.В., Пащенко Л.П. и др.

В качестве обогащающих добавок наиболее предпочтительно использовать натуральные природные комплексы, к которым и относятся биологически активные продукты пчеловодства - цветочная пыльца-обножка и перга.

Цветочная пыльца-обножка и перга – ценные продукты пчеловодства, богатые полноценными белками, углеводами, полиненасыщенными жирными кислотами, витаминами, ферментами, флавоноидными соединениями и другими биологически активными веществами, которые положительно влияют на организм человека. Их широко используют в медицине, фармацевтической и парфюмерно-косметической промышленности, но в пищевой промышленности, в частности в хлебопечении, данные продукты пчеловодства практически не применялись.

Использование цветочной пыльцы-обножки и перги в качестве сырья, содержащего физиологически функциональные пищевые ингредиенты, для производства хлебобулочных изделий является актуальным, т.к. их применение может оказать положительное влияние на свойства сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, а так же повысит пищевую ценность продукции.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилась разработка технологии хлебобулочных изделий с добавлением цветочной пыльцы-обножки и перги.

Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- проанализировать продукты пчеловодства и обосновать использование цветочной пыльцы-обножки и перги в качестве добавки, содержащей физиологически функциональные пищевые ингредиенты для производства хлебобулочных изделий;

- исследовать химический состав пыльцы-обножки и перги, его изменения в процессе хранения;

- исследовать влияние пыльцы-обножки и перги на свойства сырья;

- исследовать влияние пыльцы-обножки и перги на качество готовых изделий;

- исследовать влияние пыльцы-обножки и перги на реологические свойства теста;

- исследовать влияние пыльцы-обножки и перги на болезни хлеба;

- исследовать микроструктуру хлеба, приготовленного с использованием пыльцы-обножки и перги;

- исследовать химический состав и пищевую ценность хлебобулочных изделий с использованием пыльцы-обножки и перги;

- разработать проекты нормативных документов на хлебобулочные изделия с пыльцой-обножкой и пергой и провести промышленную апробацию;

- разработать технико-экономическое обоснование внедрения хлебобулочных изделий с пыльцой-обножкой и пергой.

Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования цветочной пыльцы-обножки и перги в качестве добавок, содержащих физиологически функциональные пищевые ингредиенты (витамины, минеральные вещества, флавоноидные соединения), для производства хлебобулочных изделий.

Выявлено влияние компонентов пыльцы-обножки и перги на свойства муки, которое заключается в расслаблении клейковины под действием ферментов пыльцы-обножки и укреплении клейковины под действием молочной кислоты перги.

Определен возможный механизм влияния составных компонентов пыльцыобножки и перги (белков, аминокислот, витаминов, ферментов, молочной кислоты и минеральных веществ) на дрожжевые клетки, заключающийся в повышении их биотехнологических свойств, способствующих ускорению процесса созревания теста.

Выявлено влияние пыльцы-обножки и перги на реологические свойства теста, которое включает в себя сокращение времени образования теста, его устойчивость, увеличение водопоглощения и энергии деформации за счет содержащихся в них ферментов, белковых веществ, сахаридов и молочной кислоты.

Выявлена возможность использования пыльцы-обножки и перги в качестве добавок, содержащих биологически активные вещества и улучшающих показатели качества хлебобулочных изделий за счет регулирования свойств сырья, клейковины, реологических свойств теста и улучшения биотехнологических свойств прессованных дрожжей, а также в качестве консервантов, значительно тормозящих развитие картофельной болезни и плесневения.

Выявлено, что наиболее целесообразно вносить пыльцу-обножку и пергу в тесто, приготовленное ускоренным способом, в составе предварительно приготовленной водно-жировой смеси, способствующего более полной экстракции водо- и жирорастворимых компонентов добавок, приводящей к их равномерному распределению по всему объему теста и улучшающей показатели качества готовых изделий.

Выявлено, что компоненты пыльцы-обножки и перги взаимодействуют с основными структурными веществами мякиша (белком и крахмалом), что способствует его разрыхлению и формированию более развитой пористости.

идентифицировать данные добавки в хлебобулочных изделиях.

Установлено, что использование пыльцы-обножки и перги обогащает хлебобулочные изделия белками, минеральными компонентами (фосфором, железом, натрием) и флавоноидными соединениями и по степени покрытия суточной потребности организма человека в этих пищевых веществах позволило отнести их к функциональным изделиям.

Практическая ценность. Разработаны проекты нормативных документов на хлебобулочные изделия с добавлением пыльцы-обножки и перги. Промышленная апробация проводилась на МП «Хлебозавод № 1» г. Рязани, которая подтвердила соответствие готовых изделий требованиям разработанных технических условий.

Представлено технико-экономическое обоснование внедрения хлебобулочных изделий с использованием пыльцы-обножки и перги.

Материалы научных исследований включены в учебные программы по курсу «Технология хлеба», «Технология диетических изделий» для студентов, обучающихся на кафедре «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств», в магистерские программы по направлению квалификации Московского государственного университета технологий и управления им. К.Г. Разумовского.

обсуждались на XIII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности – Защита прав потребителя и рынка от контрафактной, фальсифицированной и некачественной продукции»

(Москва, 2007), на Международной научной конференции «Стратегия подготовки кадров для малого и среднего бизнеса в пищевой промышленности» (Москва, 2008), на V Межвузовской научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития пищевой промышленности: модернизация и интеграция» (Н.

Новгород, 2010), на Третьем Международном хлебопекарном форуме (Москва, 2010), на Международной конференции «Пчеловодство 21 века» (МПА, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 в ведущих рецензируемых журналах. Подана заявка на изобретение ПЗ№ 2010147590.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 150 страницах основного текста, включает 23 рисунка и 33таблицы. Список литературы включает 160 источников российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре литературы рассмотрены происхождение, химический состав и свойства биологически активных продуктов пчеловодства, в частности, цветочной пыльцы-обножки и перги. Приведена информация об их, особенностях хранения. Представлен анализ влияния пыльцы-обножки и перги на организм человека. Проанализирована информация о практическом применении данных продуктов пчеловодства в различных отраслях, в том числе в пищевой промышленности. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследований.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводились в лабораториях кафедры «Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» Московского государственного университета технологий и управления К.Г Разумовского (МГУТУ), в лабораториях филиала МГУТУ в г. Рязани, в лабораториях ГНУ Россельхозакадемии г. Рыбное, Рязанской обл. и МГУ им. М.В. Ломоносова.

Структурная схема исследований приведена на рисунке 1.

Разработка технологии хлебобулочных изделий с использованием Исследование химического состава и свойств пыльцы-обножки и перги Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на свойства сырья Количество и качество клейковины Биотехнологические свойства дрожжей Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на качество готовых изделий Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на реологические свойства теста Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на болезни хлеба Исследование микроструктуры мякиша хлеба с пыльцой-обножкой и пергой Исследование химического состава и пищевой ценности готовых изделий с Технико-экономическое обоснование внедрения разработанных изделий В соответствии с целью и задачами работы объектами исследований являлись: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта ГОСТ Р 52189-2003, дрожжи хлебопекарные прессованные ГОСТ 171-81, соль поваренная пищевая ГОСТ Р 51985-2000, перга ГОСТ Р 53408-2009, пыльца цветочная (обножка) сухая ГОСТ 28887-90, вода питьевая ГОСТ Р 51232-98; Сан.ПиН 2.1.4.1074-01, сахар-песок ГОСТ 21-94, маргарин ГОСТ Р 52178-2003. Перечисленное сырье, применяемое в исследовании, отвечало требованиям соответствующих нормативных документов.

В работе применялись как общепринятые, так и специальные методы оценки качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

О физико-химических показателях пыльцы-обножки и перги судили по показателю окисляемости (перманганатный метод), по рН водного раствора продукта с массовой долей 2% (рН-метр-милливольтметр), массовой доле влаги (гравиметрический метод), по содержанию флавоноидных соединений (фотоколориметрический метод), по массовой доле сырого протеина (метод Къельдаля), по массовой доле сырой золы (гравиметрический метод).

Катионный и анионный состав и содержание водорастворимых витаминов в пыльце-обножке и перге исследовали на системе капиллярного электрофореза фирмы «Agilent Technologies» с реактивами этой же фирмы. Исследование элементного состава образцов пыльцы-обножки проводили на атомноадсорбционном спектрофотометре фирмы «Virian» (модель 220 FS).

Силу муки определяли по упругим свойствам клейковины на приборе ИДК по ГОСТ 27839-88, подъемную силу дрожжей – по ГОСТ 171-81. Реологические свойства полуфабрикатов из пшеничной муки высшего сорта определяли с помощью фаринографа Брабендера ГОСТ Р 51404-99 (ИСО 5530-1-97) и альвеографа ГОСТ Р 51415-99 (ИСО 5530-4-91).

Исследование микроструктуры мякиша хлеба с использованием пыльцыобножки и перги проводили с помощью растрового микроскопа фирмы SEOUL JSM 5300 LV.

Качество готовых хлебобулочных изделий определяли по органолептическим и физико-химическим (влажность, кислотность, пористость, удельный объем, формоустойчивость) показателям, с помощью методов, описанных в соответствующих нормативных документах.

Микробиологические исследования включали определение признаков плесневения и поражения картофельной болезнью в соответствии с «Инструкцией по предупреждению картофельной болезни хлеба», и люминесцентным экспрессметодом диагностики картофельной болезни, разработанным ГОСНИИХП.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием стандартного пакета программы Microsoft Excel и с помощью встроенных статистических функций анализа данных.

2.2.1 Обоснование выбора пыльцы-обножки и перги Продукты, производимые пчелами, обладают высокой биологической активностью. Наиболее ценным химическим составом в пищевом отношении обладают пыльца-обножка и перга. Данные литературы по химическому составу пыльцы-обножки и перги свидетельствуют о том, что около 1/5 части сухого вещества составляют белковые вещества, примерно столько же содержится углеводов. В составе липидов имеются пальмитиновая, стеариновая, линолевая, линоленовая и др. жирные кислоты. Кроме того, в пыльце-обножке и перге содержатся ряд биологически активных веществ витаминов, ферментов, фенольных соединений, минеральных веществ и др.

Пыльца-обножка и перга обладают противомикробными свойствами, которые, обусловлены содержанием жирных кислот и флавоноидных соединений, которые устойчивы к действию высоких температур (активность не снижается при нагревании до 1210С в течение 30 мин). Пыльца-обножка и перга не вызывают аллергии.

Анализируя данные по составу и свойствам продуктов пчеловодства, можно сделать вывод, что пыльца-обножка и перга могут рассматриваться в качестве биологически активных добавок, содержащих физиологически функциональные пищевые ингредиенты, для производства хлебобулочных изделий. В связи с этим, в качестве объектов исследования в данной работе были выбраны пыльцаобножка и перга.

2.2.2 Исследование химического состава и свойств пыльцы-обножки и перги В работе исследовались пробы пыльцы-обножки на соответствие требованиям ГОСТ 28887-90 и пробы перги на соответствие ТУ 10 РФ 505 – 92 и новому ГОСТ Р 53408-2009, вступившему в действие 01.07.2010 г. Проведенные исследования физико-химических показателей (массовая доля влаги, сырого протеина, сырой золы, флавоноидных соединений, показатель окисляемости, рН водного раствора) пыльцы-обножки и перги подтвердили соответствие анализируемых показателей требованиям указанных нормативных документов.

Следует отметить, что содержание сырого протеина в пробах пыльцы-обножки составило 23,2 – 24%, а в перге – 28%. Количество флавоноидных соединений в анализируемых пробах от 3,5 до 6,5 %, что свидетельствует о высокой пищевой ценности пыльцы-обножки и перги.

Для более подробного исследования химического состава пыльцы-обножки и перги определялось содержание катионов и анионов, водорастворимых витаминов и элементный состав.

Проведенный анализ проб пыльцы-обножки и перги выявил содержание кальция (335-408 мг/100 г), калия (200-520 мг/100 г), натрия (13,0-15,4 мг/100 г), магния (102-107 мг/100), фториды (88,1-101,5 мг/100 г) и фосфаты (686- мг/100 г). Водорастворимые витамины представлены витаминами группы В и витамином С: содержание В1(0,112 мг/100г), В6(0,253-0,364 мг/100г), В12(3,188мг/100г), С (0,199-0,233 мг/100г). Обнаруженные в пробах компоненты играют важную роль в осуществлении обменных процессов в организме. Следует отметить, что именно витамины группы В используются для обогащения хлебобулочных изделий, т.к. сравнительно хорошо переносят воздействие высоких температур. Витамин С не содержится в пшеничной муке и, поэтому, наличие его в пыльце-обножке и перге может улучшить качество готовых изделий. Проведенный элементный состав показал, что анализируемые пробы по содержанию свинца и кадмия соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

Поскольку состав пыльцы-обножки и перги со временем может изменяться, было изучено изменение физико-химических показателей качества (значение рН 2%-ного раствора, содержание флавоноидных соединений и окисляемость) в процессе хранения. Полученные результаты представлены на рисунке 2.

Установлено, что изменение значения рН в процессе хранения пыльцыобножки и перги, было незначительным и находилось в пределах нормы.

физико-химических показателей качества пыльцы-обножки и перги в процессе хранения 2- пыльца-обножка (12 мес) Содержание флавоноидных соединений в пыльце-обножке уменьшилось на 70%, и оказалось ниже нормы, установленной ГОСТ 28887-90, а в перге - на 47%, однако и при этом оно соответствовало требованиям ГОСТ Р 53408-2009.

увеличилось на 54%, а перги уменьшилось на 55%. Это может быть связано с уменьшением в процессе хранения пыльцы-обножки количества ненасыщенных продуктов брожения (спиртов, альдегидов), способных окисляться.

Результаты исследования показали, что перга более стабильна при хранении, чем пыльца-обножка, что связано с высоким содержанием в ней сахаридов и молочной кислоты.

Таким образом, биологически активные компоненты пыльцы-обножки и перги со временем могут разрушаться, что неизбежно приведет к снижению полезных свойств, поэтому, особенно важным является строгое соблюдение правил сбора, заготовки и хранения. Наиболее ценным составом и свойствами обладают «свежие» продукты пчеловодства, которые можно рекомендовать к использованию в качестве сырья, содержащего функциональные пищевые ингредиенты для производства хлебобулочных изделий.

2.2.3 Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на свойства сырья Исходя из рекомендуемых суточных норм потребления пыльцы-обножки и перги (20г), были проведены пробные лабораторные выпечки, результаты которых позволили определить предварительные дозировки добавок, которые составили 2,5%, 5,0% и 7,5% к массе муки.

Многокомпонентный состав пыльцы-обножки и перги не может не оказывать влияние на свойства сырья. В связи с этим было исследовано влияние выбранных добавок на содержание и упругие свойства клейковины муки пшеничной высшего сорта и на биотехнологические свойства дрожжей, о которых судили по подъемной силе. Пыльцу-обножку и пергу вносили в тесто в количестве 2,5%, 5,0% и 7,5% к массе муки, в виде суспензии. Контролем служили пробы теста без добавок.

При изучении влияния пыльцы-обножки и перги на содержание и свойства клейковины были получены результаты, представленные на рисунке 3 (а и б).

содержание сырой клековины, % Установлено, что внесение добавок практически не оказывало влияния на количество сырой клейковины. Однако наблюдалась тенденция к некоторому ее снижению. Отмечено влияние добавок на качество клейковины. Внесение пыльцы-обножки способствовало расслаблению клейковины, что, по нашему мнению, обусловлено присутствием в ней значительного количества ферментов.

Внесение перги, напротив, способствовало укреплению клейковины, что может быть вызвано присутствием в ее составе значительного количества молочной кислоты, оказывающей влияние на активность ферментов и структуру белков.

Следовательно, можно предположить, что пыльцу-обножку целесообразно использовать при переработке муки, имеющей сильную клейковину, а пергу – муки со слабой клейковиной.

При изучении влияния пыльцы-обножки и перги на биотехнологические свойства дрожжей, о которых судили по подъемной силе, установлено, что при использовании пыльцы-обножки время всплытия шарика сокращалось в среднем на 21,6 %, а при использовании перги – в среднем на 12,6 % по сравнению с контрольной пробой. Полученные данные показали, что добавки улучшали подъемную силу дрожжей.

Представленные ранее данные по химическому составу пыльцы-обножки и перги свидетельствовали о наличие в них белков, углеводов, витаминов, большая часть перечисленных веществ входит в составы питательных сред, используемых для активации дрожжей. В связи с этим можно предположить, что компоненты пыльцы-обножки и перги, способствовали повышению активности дрожжевой клетки. Возможный механизм их воздействия на дрожжевую клетку представлен на рисунке 4.

Аминокислоты В1, В6,В12, С, Катионы: Анионы: Молочная кислота фруктоза, глюкооксидаза Рисунок 4 – Возможный механизм воздействия компонентов пыльцыобножки и перги на дрожжевую клетку 2.2.4 Влияние пыльцы-обножки и перги на интенсивность брожения Поскольку установлено положительное влияние пыльцы-обножки и перги на подъемную силу дрожжей, поэтому в данном разделе изучали их влияние на интенсивность брожения. Об интенсивности брожения судили по изменению объема теста в процессе брожения. Добавки вносились в тесто в количествах 2,5;

5,0 и 7,5% к массе муки. Контролем служило тесто без добавок. Полученные результаты представлены на рисунках 5 (а и б).

объем теста, а) проба 1- контроль, проба 2, 3 и 4 – б) проба 1- контроль, пробы 2, 3 и 4 с опытные пробы с содержанием содержанием перги (2,5; 5,0 и 7,5% пыльцы-обножки (2,5; 5,0 и 7,5% соответственно) Рисунок 5 - Влияние пыльцы-обножки (а) и перги (б) на интенсивность Из полученных результатов видно, что объем теста в опытных пробах больше, чем в контрольной пробе, причем увеличение объема зависит от количества внесенной добавки. По всей видимости, увеличение объема вызвано воздействием биологически активных веществ пыльцы-обножки и перги на дрожжевые клетки (рисунок 4), а также на структурные компоненты теста, что приводит к увеличению газообразующей и газоудерживающей способности.

2.2.5 Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на качество Для выяснения влияния пыльцы-обножки и перги на качество готовых изделий был проведен ряд пробных выпечек. Объектами исследований являлись количестве 2,5; 5,0 и 7,5% к массе муки. В качестве контроля использовалась проба хлеба без пыльцы-обножки и перги. Тесто готовили безопарным способом, добавки вносили в тесто в виде водной суспензии.

коркой, специфическим медово-цветочным привкусом и ароматом, свойственным пыльце-обножке и перге. Мякиш имел желтую окраску, что объясняется высоким содержанием в добавках флавоноидных соединений, причем с увеличением дозировки этих компонентов интенсивность окраски возрастала. Наилучшими органолептическими показателями отмечены пробы с содержанием добавок в количестве 5%.

влажность, удельный объем, пористость, кислотность и формоустойчивость.

Результаты исследования показали, что при внесении пыльцы-обножки и перги влажность мякиша во всех пробах хлеба практически не изменялась по сравнению с контролем (38,8 - 40%).

Результаты, представленные на рисунке 6(а), показали, что удельный объем всех проб хлеба с использованием пыльцы-обножки и перги был больше, чем у контрольной пробы, что может быть связано с высоким содержанием в добавках сбраживаемых сахаридов и ферментов, которые интенсифицировали спиртовое содержащие 5% пыльцы-обножки и перги. Увеличение объема составило 5-6%.

удельный объем, см3/ Рисунок 6 – Влияние пыльцы-обножки и перги на физико-химические показатели качества хлеба: проба 1, 2 и 3 – с пыльцой-обножкой, 4, 5 и 6 – с пергой (2,5; 5, и 7,5% соответственно).

Кислотность мякиша существенно увеличивалась как в пробах хлеба с различными дозировками пыльцы-обножки, так и в пробах с пергой. Результаты представлены на рисунке 6(б). Увеличение кислотности, вероятно, обусловлено присутствием в пыльце-обножке и перге органических кислот. В зависимости от дозировки кислотность мякиша возрастала в пробах с пыльцой-обножкой на 43;

57 и 71% соответственно, а в пробах с пергой – на 57; 71 и 86%. Следовательно, данные добавки следует с осторожностью использовать при повышенной кислотности муки, т.к. это может значительному увеличению кислотности мякиша хлеба. Пористость проб с добавками также выше, чем в контрольной пробе. Формоустойчивость подовых изделий по-разному изменялась при внесении пыльцы-обножки и перги. В пробах, с использованием пыльцыобножки, формоустойчивость снижалась в зависимости от дозировки в среднем на 10%, а в образцах с добавлением перги, напротив, повышалась в среднем на 4%. Подобное влияние на формоустойчивость согласуется с изменениями качества клейковины, которые рассматривались в разделе 2.2.3.

Полученные результаты, свидетельствуют о том, что наилучшими органолептическими и физико-химическими показателями качества обладали пробы хлеба с добавлением пыльцы-обножки и перги в количестве 5% к массе муки. Именно это дозировка применялась в последующих исследованиях.

2.2.6 Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на реологические Установлено, что использование пыльцы-обножки и перги, приводит к изменению свойств клейковины теста и качества хлеба. Поэтому в данном разделе было изучено их влияние на реологические свойства теста с помощью фаринографа и альвеографа. Объектами исследования являлись пробы теста, приготовленные с добавлением пыльцы-обножки и перги в количестве 5%. В качестве контроля выступала проба теста без добавок. Полученные результаты представлены в таблице 1 и 2.

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что добавление пыльцыобножки и перги увеличивало водопоглощение и степень разжижения теста по сравнению с контрольным образцом.

Таблица 1 - Влияние пыльцы-обножки и перги на реологические свойства теста Несколько меньшее водопоглощение в пробе с пергой, по сравнению с содержанием в ней сахаридов и изменением структуры белковых веществ.

Сокращалось время образования теста и его устойчивость, что может быть связано с присутствием в данных добавках белковых веществ, способных подвергаться гидратации, а так же с высоким содержанием в пыльце-обножке и перге углеводов и ферментов (оксидоредуктаз, гидролаз), участвующих в биохимических процессах. Подобное влияние согласуется с изменениями свойств клейковины, которые рассматривались в разделе 2.2.3.

Результаты исследования пыльцы обножки и перги на реологические свойства теста на альвеографе (таблица 2) показали, что при внесении добавок увеличивалось максимальное избыточное давление (Р) при использовании пыльцы-обножки на 21%, а в пробе с пергой – на 63%, что свидетельствовало о повышении упругости теста. Энергия деформации (W), характеризующая качество муки, также возрастала.

Таблица 2 - Влияние пыльцы обножки и перги на реологические свойства теста по показателям альвеографа давление, мм вод.ст., (P) при разрыве, мм, (L) (P/L) см2,(S) Энергия деформации, пузыря до разрыва 1 г теста, Дж (10-4 J), (W) Значение энергии деформации (W) в пробе с пергой больше значения контрольной пробы на 35%, а в пробе с пыльцой-обножкой – на 7%. В связи с этим можно предположить, что пыльца-обножка и перга, повышали упругость и, одновременно, пластичность теста, это будет способствовать увеличению газоудерживающей способности теста, и, как следствие, объема и пористости хлеба.

2.2.7 Влияние способа внесения добавок и способа приготовления теста С целью определения влияния способа внесения добавки на качество хлеба были проведены пробные выпечки. Объектами являлись пробы хлеба, в которые добавки вносились в количестве 5%: в нативном виде, в виде водной суспензии и в виде водно-жировой смеси. Органолептическая оценка показала, что способ внесения оказал влияние преимущественно на равномерность окраски мякиша. В пробах хлеба, в которые добавки вносились в нативном виде, окраска мякиша была несколько неравномерная, в пробе с пергой имелись вкрапления, в остальных пробах окраска мякиша была равномерная. Следует отметить, пробы, приготовленные с использованием водно-жировой смеси, отличались лучшим вкусом и ароматом, что может быть связано с более полной экстракцией как водорастворимых так и жирорастворимых фракций пыльцы-обножки и перги.

Данный способ внесения был выбран как наилучший.

Для подбора оптимального способа приготовления теста исследовались пробы хлеба из теста, приготовленного безопарным, на густой опаре и ускоренным способами. Пыльца-обножка и перга вносились в количестве 5 % к массе муки в виде суспензии. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 –Влияние способа приготовления теста на физико-химические приготовления Влажность, Кислотность, Удельный Формоустойчивость, опаре опаре Полученные результаты показали, что способ приготовления теста не оказывал влияния на влажность готовых изделий. Следует отметить высокую кислотность мякиша в пробе хлеба из теста, приготовленного на густой опаре, а также несколько меньший удельный объем и формоустойчивость. Лучшими физико-химическими показателями качества обладали пробы хлеба из теста, приготовленного ускоренным способом, что, вероятно, обусловлено способностью пыльцы-обножки и перги интенсифицировать биохимические и микробиологические процессы и сокращать время созревания теста.

Поэтому для производства хлебобулочных изделий с пыльцой-обножкой и пергой был выбран ускоренный способ приготовления теста.

2.2.8 Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на болезни хлеба В последние время все большее внимание уделяется показателям гигиенической и микробиологической безопасности хлебобулочных изделий, в том числе изделий, приготовленных с различными обогащающими добавками.

В связи с этим в данном разделе было изучено влияние выбранных добавок на развитие картофельной болезни и плесневения. Объектами являлись пробы хлеба с добавлением пыльцы-обножки и перги в количестве 5%. Контролем служила проба хлеба без добавок. Полученные данные представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Влияние пыльцы-обножки и перги на болезни хлеба Пробы хлеба Время (ч), по истечении Время (ч), фиксации обножкой Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что и пыльца-обножка и перга препятствовали развитию картофельной болезни хлеба. Причем наибольшее ингибирующее действие на развитие картофельной палочки оказывала перга, так как задерживала проявление картофельной болезни на часов. Наличие плесневения определяли визуально. Результаты исследования показали, что развитие плесени на пробах с пыльцой-обножкой задерживалось на 24 часа, а в пробах с пергой – на 48 часов, по сравнению с контрольной пробой.

Можно предположить, что это обусловлено присутствием в пыльце-обножке и перге флавоноидных соединений и молочной кислоты, которые подавляют развитие картофельной палочки и плесневения.

2.2.9 Исследование влияния пыльцы-обножки и перги на С целью изучения взаимодействия компонентов пыльцы-обножки и перги с основными компонентами пшеничной муки (белками и крахмалом), которые определяют свойства и структуру теста, и, соответственно, структуру мякиша готовых изделий, были проведены исследования микроструктуры мякиша.

Объектами исследования являлись пробы мякиша хлеба с пыльцой-обножкой и пергой в количестве 5%, контрольная проба – мякиш хлеба без добавок.

Результаты представлены на рисунке 7.

Рисунок 7 – Микроструктура мякиша хлеба: верхний ряд- увеличение нижний ряд – Исследование микроструктуры показало, что при внесении добавок наблюдалась более развитая структура межпоровых стенок мякиша по сравнению с пробой без добавок, которая характеризовалась большей плотностью и незначительной разрыхленностью. Добавление пыльцы-обножки приводило к образованию более однородной структуры белков и крахмала, вероятно обусловленной их взаимодействием в результате наличия ферментов в добавке.

Белковые глобулы в пробах с пергой, соединены в округлые конгломераты, что объясняется менее связанной пространственной структурой, в которой установлено наличие пыльцевых зерен. Наличие пыльцевых зерен в мякише готовых изделий, позволит идентифицировать данные добавки в хлебобулочных изделиях.

2.2.10 Расчет химического состава и пищевой ценности готовых изделий хлебобулочных изделий «Пчелка», с добавлением пыльцы-обножки и «Пчелиный дар» с пергой, по которым были проведены расчеты химического состава готовых изделий. Расчетные данные представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Химический состав и пищевая ценность булочки «Пчелка»

пыльцой-обножкой и булочки «Пчелиный дар» с пергой (100 г) *- значения в соответствии с МР 2.3.1.2432-08 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации;

СанПиН 2.3.2.1078-01.

Полученные данные показали, что разработанные изделия отличались относительно высоким содержанием железа, витаминов группы В и РР, а также содержали значительные количества белка, фосфора и флавоноидных соединений. В соответствии с ГОСТ Р 52349-2005 разработанные изделия могут быть отнесены к функциональным продуктам по содержанию флавоноидных соединений, белка, а также Р, Fe. Na. В ходе исследований был проведен расчет биологической ценности разработанных хлебобулочных изделий. Полученные результаты показали, что аминокислотный скор треонина увеличился на 17%, а лизина - в булочке «Пчелка» - на 25%, а в булочке «Пчелиный дар» - на 7%.

Энергетическая ценность булочки «Пчелка» составила 277ккал/100г, а булочки «Пчелины дар» -274 ккал/100 г.

2.2.11 Разработка нормативной документации на булочные изделия с пыльцой-обножкой и пергой и апробация результатов исследования Разработаны проекты технических условий и технологической инструкции на булочные изделия с добавлением пыльцы-обножки и перги.

На ПМ «Хлебозавод №1» г. Рязани произведены производственные испытания булочных изделий массой 100 г с пыльцой-обножкой и пергой.

Разработанные изделия по органолептическим и физико-химическим показателям соответствовали требованиям технических условий.

1. Научно обосновано использование цветочной пыльцы-обножки и перги в качестве добавок, содержащих физиологически функциональные пищевые ингредиенты, для производства хлебобулочных изделий.

2. Установлено, что в составе пыльцы-обножки и перги содержатся макро- и микроэлементы (кальций, калий, натрий, магний, железо, медь, цинк, фосфор и фтор), витамины В1, В6 и В12.,С, а также флавоноидные соединения.

2.1 Подтверждено, что состав пыльцы-обножки и перги изменяется в процессе хранения: содержание флавоноидных соединений в пыльце-обножке уменьшилось на 70%, а в перге – на 47%;

2.2 Перга более устойчива при хранении, чем пыльца-обножка, что связано с консервирующим действием молочной кислоты.

3. Исследовано влияние пыльцы-обножки и перги на показатели качества сырья: установлено, что пыльца-обножка и перга интенсифицируют процесс брожения, увеличивая подъемную силу дрожжей, т.к. содержат в своем составе компоненты, необходимые для активации дрожжевой клетки. Пыльцу-обножку целесообразно использовать в случае работы с мукой, имеющей сильную клейковину, т.к. высокое содержание ферментов способствует расслаблению клейковины. Пергу, напротив, целесообразно вносить при переработке муки со слабой клейковиной, т.к. она способствует укреплению клейковины.

4. Исследовано влияние пыльцы-обножки и перги на качество готовых изделий 4.1 Установлено, что внесение пыльцы-обножки и перги придает готовым изделиям специфический медово-цветочный привкус и аромат;

4.2 Установлено, что выбранные добавки несколько увеличивают кислотность мякиша, практически не влияют на влажность готовых изделий и увеличивают удельный объем, формоустойчивость изделий с пыльцой-обножкой ниже, чем у изделий с пергой. Оптимальная дозировка добавок составляет 5% от массы муки.

4.3 Установлено, что наиболее целесообразно вносить пыльцу-обножку и пергу в тесто в виде водно-жировой смеси, что обеспечивает более полное экстрагирование как водорастворимых, так и жирорастворимых фракций этих добавок.

4.4 Установлено, что для производства булочных изделий с пыльцойобножкой и пергой целесообразно готовить тесто ускоренным способом.

5. Установлено влияние пыльцы-обножки и перги на реологические свойства теста, которое выражалось в сокращении времени образования теста, его устойчивости, увеличении водопоглощения, пластичности и, одновременно, упругости, что позволяет лучше удерживать, накапливающийся в процессе брожения, диоксид углерода.

6. Установлено, что добавление пыльцы-обножки и перги препятствует развитию картофельной болезни хлеба и плесневения.

7. Установлено, что компоненты пыльцы-обножки и перги изменяют структуру мякиша, взаимодействуя с его основными веществами (белком и крахмалом), что способствует его разрыхлению. Наличие пыльцевых зерен в мякише готовых изделий, позволит идентифицировать данные добавки в хлебобулочных изделиях.

8. Исследован химический состав и пищевая ценность разработанных хлебобулочных изделий 8.1 Установлено, что внесение выбранных добавок повышает содержание белковых веществ в среднем на 10%, калия – на 24 %, натрия – на 11%, кальция – на 46%, магния – на 43%, железа – на 15%, фосфора – на 23 %, витамина В1 – на 31 %, В2 – на 54%, РР – на 5,5 %.

8.2 Установлено содержание в готовых изделиях флавоноидных соединений, которые позволяет обеспечивать суточную потребность более чем на 30%.

9. Разработан проект технических условий на булочку «Пчелка» с пыльцойобножкой и булочку «Пчелиный дар» с пергой и технологическая инструкция.

Оформлена заявка на патент на способ производства хлеба ПЗ№ 2010147590.

10. Проведена промышленная апробация, подтверждающая соответствие разработанных изделий требованиям нормативных документов и разработано технико-экономическое обоснование внедрения хлебобулочных изделий с использованием пыльцы-обножки и перги.

Список опубликованных работ по теме диссертации 1. Чекурова Н.В. Хлебобулочные изделия с биологически активными продуктами пчел [Текст]/ Чекурова Н.В., Цыганова Т.Б., Костюченко М.Н.// журнал Пчеловодство, 2010.- № 10.- с.50-53.

2. Чекурова Н.В. Продукты пчеловодства для хлебопекарного производства [Текст]/ Чекурова Н.В., Цыганова Т.Б., Костюченко М.Н.// журнал Хлебопечение России, 2010.- № 6.- с. 18-19.

3. Чекурова Н.В. Использование биологически активных продуктов пчеловодства в хлебопечении [Текст]// журнал Пищевая индустрия, 2010.с 42-44.

4. Костюченко М.Н. Разработка новых видов хлебобулочных изделий для школьного питания [Текст]/ Костюченко М.Н., Цыганова Т.Б., Чекурова Н.В.//Труды XIII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности – Защита прав потребителя и рынка от контрафактной, фальсифицированной и некачественной продукции», выпуск 12, том II М.: МГУТУ, 2007. – с.113-115.

5. Цыганова Т.Б. Изменения качества пыльцы-обножки в процессе хранения [Текст]/ Цыганова Т.Б., Чекурова Н.В., Костюченко М.Н.//Сборник научных трудов XIV Международной научной конференции 13-14 октября 2008 г, выпуск 13, том 5, М.:с.150-153.

6. Чекурова Н.В. Использование продуктов пчеловодства для создания новых видов хлебобулочных изделий функционального назначения [Текст]/ Чекурова Н.В., Цыганова Т.Б., Костюченко М.Н. //Сборник научных трудов XIV Международной научной конференции 13-14 октября 2008 г, выпуск 13, том 5, М.: с.155-158.

7. Чекурова Н.В. Разработка хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием пыльцы-обножки и перги [Текст]/ Чекурова Н.В., Цыганова Т.Б., Костюченко М.Н.// Труды V Межвузовской научнопрактической конференции «Актуальные вопросы развития пищевой промышленности: модернизация и интеграция» (8 июня, 2010).- Н.

Новгород, 2010-06-08.- с. 158-156.

8. Чекурова Н.В. - Использование пыльцы-обножки и перги в рецептурах хлебобулочных изделий/ Чекурова Н.В., Цыганова Т.Б., Костюченко М.Н.//Материалы докладов Третьего Международного Хлебопекарного Форума/ Международная промышленная академия- Экспоцентр на Красной Пресне, 11-14 октября 2010 г.- М.: Пищепроиздат,2010.- с.128-130.

9. Костюченко М.Н. Использование пыльцы-обножки для создания новых видов хлебобулочных изделий функционального назначения[Текст]/ Костюченко М.Н., Цыганова Т.Б., Чекурова Н.В.// Материалы международной конференции «Пчеловодство 21 века», МПА, 17-20 мая, 2010.- с. 103-104.