. Совершенствование технологий хлебобулочных изделий с использованием продуктов переработки овощей (стр. 1 )

На правах рукописи

РОДИЧЕВА Наталья Викторовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОВОЩЕЙ

Специальность 05.18.01. -

Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный руководитель:	доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор технических наук, профессор, НОУ ДПО «Международная промышленная академия», заведующая кафедрой пищевых производств кандидат технических наук, ГНУ ГОСНИИ хлебопекарной промышленности Россельхозакадемии, ученый секретарь
Ведущая организация:	ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления им. »

Защита состоится «­­­­08» ноября 2012г. в 1200 часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.148.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» г. Москва, Волоколамское шоссе, ауд.302, корп. А.

Просим Вас принять участие в заседании Совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по вышеуказанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».

Автореферат разослан «05» октября 2012 г.

Ученый секретарь Совета к. т.н., доц.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В соответствии c государственной политикой Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года, планируется наращивание производства обогащенных и функциональных пищевых продуктов. В связи с этим большое внимание уделяется разработке новых видов продуктов питания с использованием нетрадиционного растительного сырья, богатого витаминами, макро и микроэлементами, а также пищевыми волокнами.

Исследованием эффективности использования нетрадиционного растительного сырья при производстве пищевых продуктов, в том числе хлебобулочных изделий занимались многие отечественные и зарубежные исследователи: , , J. Pongjanta, G. Schleining и др.

Использование достаточно дешевого овощного сырья при производстве хлебобулочных изделий позволит обеспечить население РФ независимо от их социального положения и уровня жизни, необходимыми питательными веществами. При производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки внесение, например, продуктов переработки тыквы и моркови позволяет повысить не только пищевую ценность готовых изделий, но и улучшить органолептические и физико-химические показатели их качества, в первую очередь это касается цвета и структуры пористости мякиша хлеба, а также его вкуса и аромата.

Выбор продуктов переработки овощей, в частности, тыквы, моркови и столовой свеклы при производстве хлебобулочных изделий связан с особенностями химического состава вносимых рецептурных компонентов, в состав которых входят: пищевые волокна, витамины группы А, В, РР, пантотеновая и фолиевая кислоты, макро и микроэлементы, такие как калий, кальций, фосфор, железо, цинк и др. Кроме этого, например, в столовой свекле содержатся такие физиологически важные вещества, как бетанин и бетаин, способствующие снижению кровяного давления, улучшению жирового обмена и предупреждению атеросклероза.

Внесение овощных рецептурных ингредиентов оказывает влияние на протекание биотехнологических операций процесса производства хлебобулочных изделий – созревание теста и окончательную расстойку тестовых заготовок, через интенсификацию жизнедеятельности микроорганизмов, а также изменяет реологическое поведение полуфабрикатов. Установление критических точек (в соответствии с требованиями HACCP) реологических свойств полуфабрикатов с овощными добавками – деформационных характеристик, эффективной вязкости, скорости релаксации механических напряжений и др. позволит с одной стороны определять оптимальные дозировки овощных рецептурных ингредиентов и соответственно дозировку воды с учетом технологических свойств муки, а с другой стороны прогнозировать качество производимых хлебобулочных изделий.

Таким образом, совершенствование технологий хлебобулочных изделий с использованием продуктов переработки овощей является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности России
.

Цели и задачи исследования. Целью настоящих исследований являлась разработка обогащенных хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта и ржаной обдирной муки, на основе использования овощных рецептурных ингредиентов, полученных из тыквы, моркови и столовой свеклы.

Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:

·  анализ продуктов переработки овощей, в том числе их химического состава, используемых при производстве хлебобулочных изделий;

·  выбор сортов овощей и способа приготовления на их основе рецептурных ингредиентов в виде порошков и определение их физико-химических характеристик;

·  определение минерального состава, произведенных и используемых в работе овощных порошков моркови, тыквы и столовой свеклы;

·  разработка методов контроля реологических характеристик пшеничного и ржаного теста после замеса;

·  обоснование выбора вида растительного масла, повышающего степень сохранности и усвояемости витаминов, содержащихся в пшеничном хлебе с овощными рецептурными ингредиентами и исследование влияния его на свойства пшеничного теста и качество готового хлеба;

·  исследование влияния различных дозировок порошков тыквы и моркови на протекание стадии приготовления пшеничного теста, изменение его реологических свойств и качества готового хлеба;

·  определение критической точки консистенции ржаного теста и исследование влияния титруемой кислотности ржаного теста на изменение его вязкости;

·  исследование влияния различных дозировок порошка столовой свеклы на протекание стадии приготовления ржаного теста, изменение его реологических свойств и качества готового хлеба;

·  исследование влияния продолжительности хранения новых видов хлебобулочных изделий на изменение реологических свойств их мякиша;

·  определение витаминного, минерального состава и антиоксидантной емкости хлебобулочных изделий с порошками тыквы, моркови и столовой свеклы;

·  разработка технической документации на овощные порошки и на новые виды хлебобулочных изделий;

·  апробация технологии хлебобулочного изделия «Булочка функциональная с морковью» при совместном внесении порошка моркови и рисового масла в производственных условиях.

Научная новизна работы. На основании проведенных комплексных исследований физико-химических свойств овощных рецептурных ингредиентов и приготовленного с их использованием пшеничного и ржаного теста, а также анализа показателей текстуры, витаминного и минерального состава выпеченных хлебобулочных изделий:

·  определены показатели технологических свойств тыквы, моркови и столовой свеклы – твердость и продолжительность релаксации механических напряжений, а для овощных порошков – насыпная плотность, гранулометрический состав и деформация прессования;

·  установлен минеральный состав порошков тыквы, моркови и столовой свеклы, полученных путем измельчения высушенной в инфракрасной сушилке стружки исходных овощей, внесение которых позволяет обогатить хлебобулочные изделия;

·  установлены температуры перехода волокнистой структуры используемых овощных порошков в пластическое состояние: для порошков тыквы - 172˚С, для моркови и столовой свеклы - 150˚С, указывающие на сохранение их нативных физиологических свойств при выпечке хлебобулочных изделий;

·  установлено влияние рисового масла, с учетом его жирнокислотного состава и технологических свойств, на кинетику протекания операций замеса и брожения пшеничного теста и его реологическое поведение;

·  разработаны методы контроля вязкости пшеничного и ржаного теста после замеса, заключающиеся в определении усилия нагружения на инденторе, обеспечивающим определенную относительную деформацию полуфабрикатов, а затем в установлении параметров экспоненциального закона релаксации механических напряжений для пшеничного теста и параметров течения ржаного теста, с последующим расчетом искомой реологической характеристики;

·  установлена критическая точка консистенции ржаного теста, равная 250±10е. Ф., позволяющая устанавливать водопоглотительную способность ржаной муки и параметры замеса теста;

·  установлена динамика изменения вязкости ржаного теста в зависимости от его титруемой кислотности, подтверждающая критическую точку титруемой кислотности ржаного теста после замеса (в пределах 6,0±0,5град.) и устанавливающая критическую точку титруемой кислотности теста после процесса брожения (в пределах 9,0±0,5), включающего операции созревания теста и окончательной расстойки тестовых заготовок;

·  разработанные новые виды хлебобулочных изделий, обладают антиоксидатной емкостью.

Практическая значимость. Разработаны технологические решения производства обогащенных хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта с использованием порошков тыквы и моркови и из ржаной обдирной муки с использованием порошка столовой свеклы.

- при производстве булочных изделий с порошками моркови и тыквы их рациональные дозировки соответственно составили 4 и 5%, замес теста (при частоте вращения месильных органов тестомесильной машины 63 об/мин) осуществлялся до готовности, в течение 120-130с с консистенцией, равной 640-650е. Ф. и температурой - 26-28ºС, продолжительность созревания теста (при температуре в термостате 28-30ºС) находилась в пределах 110-130мин, окончательная расстойка тестовых заготовок (при температуре 36-38ºС и относительной влажности воздуха 80-85% в расстойном шкафу) составляла 40-50мин, выпечка хлебобулочных изделий проходила при температуре 220-230ºС в течение 24-26мин.

- при производстве хлебобулочных изделий из ржаной обдирной муки с порошком столовой свеклы, рациональная дозировка которой составила 6%, замес теста (при частоте вращения месильных органов тестомесильной машины 63об/мин) осуществлялся до готовности, в течение 640-680с с консистенцией, равной 250±10е. Ф., температурой - 26-28ºС и титруемой кислотностью 6±0,5град, продолжительность созревания теста (при температуре в термостате 28-30ºС) находилась в пределах 80-90мин, окончательная расстойка тестовых заготовок (при температуре 36-38ºС и относительной влажности воздуха 80-85% в расстойном шкафу) составляла 50-60мин, выпечка проходила при температуре 220-230ºС в течение 38-40 мин.

Разработана технология получения порошков тыквы, моркови и столовой свеклы с соответствующим комплектом технической документации: ТУ и ТИ.

Разработаны проекты технической документации: ТУ и ТИ на «Булочку функциональную с тыквой», «Булочку функциональную с морковью» и «Хлеб ржаной витаминный».

Проведена промышленная апробация технологии «Булочки функциональной с морковью» в условиях хлеб».

Апробация работы. Основные результаты исследований, выполненных автором, представлены на второй научно-практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (г. Москва, МГУПП, 29-31 марта 2010г.), на 25-ом Симпозиуме по реологии (г. Осташков, 2010г.); на 7th Annual European Rheology Conference (г. Суздаль, 2011г.), на III конференции молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем» (г. Суздаль, 2011г.); на 18-й Международной выставке «Современное хлебопечение России-2012г», на 26 Симпозиуме по реологии (г. Тверь, 2012г.)

По результатам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 150 страницах основного текста, включает 67 рисунков и 25 таблиц. Список литературы содержит 140 источников российских и зарубежных авторов.

1  ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре научно-технической литературы систематизированы общие вопросы, связанные с производством хлебобулочных изделий, обладающих функциональными свойствами, в рецептуру которых входят продукты переработки растительного сырья, в том числе и овощей. Рассмотрены способы переработки овощного сырья в пюре, концентрированное пюре, подварки, джемы, и порошки, получаемые как с помощью распылительных, так и инфракрасных сушилок. Проанализирован ассортимент вырабатываемых обогащенных хлебобулочных изделий и пути повышения их пищевой ценности.

На основании анализа научно-технической литературы обоснована целесообразность дальнейшего совершенствования технологий хлебобулочных изделий с использованием продуктов переработки овощного сырья в виде порошков, получаемых с использованием инфракрасной сушки.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследования проводили в лабораториях кафедр «Технологий хлебопекарного и макаронного производств» и «Процессы, аппараты и теплотехнологии пищевых производств», в испытательном лабораторном центре «Биотест» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», в лаборатории «Химия пищевых продуктов» НИИ питания РАМН; в ФГБУН «Институт биологического приборостроения с опытным производством» РАН (г. Пущино). Производственные испытания осуществляли в условиях хлеб» (г. Дедовск, Московская область).

Объекты и методы исследования

При проведении исследований использовали:

·  3 пробы хлебопекарной пшеничной муки высшего сорта и 3 пробы хлебопекарной ржаной обдирной муки, соответствующие требованиям ГОСТов Р и (см. табл. 1);

·  соль поваренную пищевую - ГОСТ Р ;

·  дрожжи хлебопекарные прессованные - ГОСТ 171-81;

·  густые ржаные закваски ( №22»), влажностью 48-50% и бродильной активностью 16-18мин;

·  молочную кислоту 40% пищевую (E-270) - фирма ЗАО "Лавернастройинжиниринг";

·  рисовое масло - ТУ , жирно-кислотный состав, которого приведен в таблице 2;

·  порошки тыквы, моркови и столовой свеклы, удовлетворяющие требованиям ТУ , ТУ и ТУ соответственно.

Таблица 1 – Физико-химические показатели качества хлебопекарной пшеничной муки в. с и хлебопекарной ржаной обдирной муки.

Наименование показателей	Значение показателей
Пшеничная мука высшего сорта	Ржаная обдирная мука
Проба №1	Проба №2	Проба № 3	Проба № 1	Проба № 2	Проба № 3
Влажность, %	13,0	13,4	10,5	12,0	11,1	10,4
Водопоглотительная способность муки,%	58,5	59,0	67,0	77,0	78,5	85,0
Кислотность, град	3,0	2,5	3,9	4,2	4,5	4,0
Число падения, с	429	545	336	187	190	236
Белизна муки, ед. пр. Р3-БПЛ	54,7	59,5	59,5	7	-	7
Содержание сырой клейковины, %	30,0	31,6	28,0	-	-	-
Общая деформация клейковины, ед. пр. ИДК	65	44	47	-	-	-
Среднэквивалентый размер частиц, dэкв, мкм	120	112	143	108	128	131
Газообразующая способность, см3	1118	1331	1334	1213	1409	1398

Таблица 2 – Жирнокислотный состав липидов рисового масла

№ п/п	Наименование жирных кислот	Gжк, %	№ п/п	Наименование жирных кислот	Gжк, %
1	Миристиновая (14:0)	0,04	9	Вакценовая (18:1) 11-транс	0,70
2	Пальмитиновая (16:0)	11,80	10	изо-октадекадиеновая (18:2i)	0,04
3	Гексадеценовая (16:1)	0,07	11	Линолевая (18:2)	46,98
4	Пальмитолеиновая (16:1) 9-цис	0,11	12	α-линоленовая (18:3) ω-6	1,43
5	Маргариновая (17:0)	0,08	13	Арахиновая (20:0)	0,51
6	Гептадеценовая (17:1)	0,03	14	Гондоиновая (20:1)	0,31
7	Стеариновая (18:0)	2,15	15	Бегеновая (22:0)	0,01
8	Олеиновая (18:1) 9-цис	35,60	16	Эруковая (22:1)	0,14

При проведении лабораторных выпечек хлебобулочных изделий пшеничное тесто готовили безопарным способом, а ржаное - на густых ржаных заквасках или с использованием 40% молочной кислоты.