КУЧЕРЯВЕНКО Инна Михайловна (стр. 1 )

На правах рукописи

КУЧЕРЯВЕНКО Инна Михайловна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПШЕНИЧНЫХ И

РЖАНО-ПШЕНИЧНЫХ СОРТОВ ХЛЕБА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

МУКИ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ СЕМЯН ТЫКВЫ

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

Краснодар – 2013

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный

технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КубГТУ»)

Научный руководитель: ,

кандидат технических наук, доцент

Официальные оппоненты: ,

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой
продукции ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

,

доктор технических наук, доцент, проректор по научной работе Краснодарского кооперативного института (филиала) АНО ВПО ЦС РФ «Российский университет кооперации»

Ведущая организация: ГНУ Краснодарский научно-

исследовательский институт хранения

и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 06 июня 2013 г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».

Автореферат разослан 30 апреля 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

канд. техн. наук, доцент

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность работы.

Хлеб в России является наиболее употребляемым продуктом питания, обеспечивающим около 30% физиологической потребности человека в эссенциальных пищевых веществах и энергии.

На Кубани ежедневное потребление хлеба и хлебобулочных изделий составляет от 1,2 до 1,5 тысяч тонн. Причем Кубанцы больше предпочитают хлеб, выпекаемый из пшеничной муки (70%) и из смеси пшеничной и ржаной муки (30%).

В связи с тем, что качество и пищевая ценность этих сортов хлеба не всегда соответствуют предъявляемым требованиям, возникает реальная необходимость создания новых пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба, обладающих не только высокими потребительскими свойствами, но и повышенной пищевой ценностью.

Существенный вклад в развитие исследований по повышению качества и пищевой ценности хлеба внесли российские ученые , , , , и другие исследователи. Однако и до настоящего времени данная проблема пока еще не решена.

Перспективным направлением в решении данной проблемы является совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием натурального растительного сырья, содержащего полезные вещества и способного повысить их качество и пищевую ценность. Ценным и перспективным источником целого комплекса биологически активных веществ являются семена тыквы, которые содержат в своем составе: витамины (В1, В2, В6, С, РР), фосфолипиды, токоферолы, каротиноиды, флавоноиды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты, минеральные и другие полезные вещества.

В связи с вышеизложенным, совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы является актуальным.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства КубГТУ «Совершенствование технологий производства хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий повышенной пищевой и биологической ценности» (№ госрегистрации ).

1.2 Цель и задачи исследований. Цель работы – совершенствование технологий пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба с использованием муки, полученной из семян тыквы.

Поставленную цель осуществляли путём решения следующих задач:

- провести аналитический обзор отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы по теме исследований;

- выполнить сравнительную оценку химического состава и показателей безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае; обосновать выбор сорта тыквы для дальнейших исследований;

- обосновать выбор технологических приемов получения муки из семян тыквы (МТ) сорта Голосеменная с различными размерами частиц и оценить ее влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки первого сорта и муки ржаной обдирной;

- исследовать влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная на подъемную силу прессованных дрожжей в зависимости от размера частиц муки;

- исследовать влияние МТ на показатели качества полуфабрикатов пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба;

- исследовать влияние МТ на микрофлору жидкой ржаной закваски;

- определить наиболее рациональные этапы и эффективный способ внесения МТ с учетом достижения необходимых физико-химических и органолептических характеристик пшеничного и ржано-пшеничного хлеба;

- усовершенствовать технологии и разработать рецептуры приготовления пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- оценить пищевую и энергетическую ценность пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием МТ;

- провести производственную апробацию усовершенствованных технологий;

- разработать и утвердить комплекты технической документации на муку, получаемую из семян тыквы сорта Голосеменная, и на новые сорта пшеничного и ржано-пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности;

- определить ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство усовершенствованных технологий и реализации новых сортов хлеба.

1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и высокая эффективность использования муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в качестве добавки, при производстве новых пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

Впервые установлено положительное влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, в качестве компонента питательной смеси на показатели качества жидкой ржаной закваски, симбиотическую жизнедеятельность дрожжей и молочнокислых бактерий.

Выявлена способность МТ улучшать хлебопекарные свойства пшеничной и ржаной муки, структурно-механические свойства теста и качество готового хлеба.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены этапы, способы и рекомендуемые дозировки внесения МТ при производстве пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба.

Установлено положительное воздействие МТ на органолептические и физико-химические показатели качества, а также на увеличение пищевой ценности, сроков сохранения свежести новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба.

Разработаны модели статистической оценки показателей качества хлеба, получаемого из смеси ржаной и пшеничной муки, позволяющие прогнозировать показатели его качества в зависимости от дозировки МТ, дрожжей, сахара и влажности теста.

1.4 Практическая значимость. Усовершенствованы технологии и разработаны рецептуры пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба с использованием в качестве добавки муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, позволяющей сократить производственный цикл, повысить выход, качество и пищевую ценность пшеничного и ржано-пшеничного сортов хлеба. Результаты выполненных исследований апробированы и внедрены в условиях промышленного производства Кубани» (ст. Стародеревянковская Каневского района Краснодарского края) и №3 г. Краснодара».

Разработаны и утверждены ТУ на муку, полученную из семян тыквы сорта Голосеменная, а также два комплекта технической документации на новые сорта пшеничного «Богатырь» и ржано-пшеничного хлеба «Изысканный» с использованием муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная.

Получен патент РФ на изобретение: № 000 от 01.01.2001 г. «Способ приготовления хлебобулочного изделия» и два патента РФ на полезные модели: № 000 от 01.01.2001 г. «Линия приготовления теста из пшеничной муки безопарным способом» и № 000 от 01.01.2001 г. «Линия приготовления жидкой закваски и теста из ржаной и ржано-пшеничной муки».

Экономический эффект от внедрения усовершенствованных технологий и реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Богатырь» составил 1130 руб., а от реализации 1 тонны нового сорта хлеба «Изысканный» – 3270 руб.

1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных семинарах кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства КубГТУ (г. Краснодар, гг.); Х Международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2007 г.); IХ Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2008 г.); II Международной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2008 г.); Х Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2009г.); Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (г. Краснодар, 2009 г.); III Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2009 г.); IV Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2010 г.); II Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века (г. Краснодар, 2011 г.); 7-ой Международной научно-практической конференции «Современные технологии и оборудование для хлебопекарного и кондитерского производств» (г. Минск, 2011 г.); Международная научно-техническая конференция «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2011 г.); ХI Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2010 г.); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (г. Пенза, 2011 г.).

1.6 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 25 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки Российской Федерации, получены патент РФ на изобретение и 2 патента РФ на полезные модели.

1.7 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 143 страницах компьютерного текста, включает 28 таблиц и 38 рисунков. Список литературных источников включает 108 наименований, в том числе 12 – зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований использовали семена тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае: крупноплодной (Cucurbita maksima) – Столовой зимней А-5; мускатной (Cucurbita moschata) – Витаминной и твердокорой или обыкновенной (Cucurbita pepo L.) – Голосеменной урожая 2гг. и муку ТУ , полученную из семян тыквы сорта Голосеменной. По микробиологическим показателям и показателям безопасности семена тыквы соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

При проведении исследований также использовали: муку пшеничную хлебопекарную первого сорта (ГОСТ Р ), муку ржаную обдирную (ГОСТ Р ), дрожжи хлебопекарные прессованные, соль поваренную пищевую, сахар-песок, воду питьевую, отвечающие требованиям соответствующих нормативных документов на сырье, образцы полуфабрикатов хлебопекарного производства и готовые изделия из муки пшеничной и смеси ржаной и пшеничной с добавлением муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

2.2 Методы исследований. В работе использовали как общепринятые, так и специальные методы исследований качества сырья, свойств полуфабрикатов и готовых изделий. Определение массовой доли сухих веществ, жира, клетчатки и золы проводили по общепринятым методикам. Массовую долю макро – и микроэлементов: определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на анализаторе ААS-1. Массовую долю белка определяли по количеству азота на приборе «Кьельдаль-Фос-Автоматик». Аминокислотный состав белков определяли хроматографическим методом на хроматографе «Shimadzu LC-20». Жирнокислотный состав липидов определяли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл - 2000М».

Пищевую безопасность муки, полученную из семян тыквы, и хлебобулочных изделий оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям.

Массовую долю и качество клейковины определяли по ГОСТ ; упруго-эластичные свойства клейковины - по показаниям прибора ИДК-2, по показателю К20 на приборе АП-4/2 (ГДР); газообразующую способность муки

на приборе Яго-Островского. Реологические свойства теста (общая деформация сжатия и адгезионная способность теста) определяли с помощью приборов Пенетрометр АП-4/2 и Структурометр СТ-1. Автолитическую активность ржаной муки определяли на приборе ПЧП-3. Для оценки углеводно-амилазного комплекса ржаной муки использовали прибор «Амилотест АТ-97». Вязкость закваски определяли на приборе вискозиметр ZM-100. Видовой и количественный состав микрофлоры определяли подсчетом микроорганизмов чашечным методом Коха. Выпечку хлеба проводили в лабораторных и производственных условиях. Оценку качества хлеба проводили по физико-химическим и органолептическим показателям, принятым для характеристики качества хлеба и рекомендованным государственным стандартом. Структурно-механические свойства мякиша хлеба исследовали на приборах «Структурометр СТ-1» и пенетрометр АП-4/2. Статистическую достоверность результатов исследований оценивали по известным методикам

 

Рисунок 1 – Структурная схема исследований

с использованием пакетов прикладных компьютерных программ Microsoft Office Excel – 2007 и Statistica 6.0 for Windows.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Сравнительная оценка химического состава и показателей безопасности семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае. Результаты исследования химического состава семян тыквы различных сортов, возделываемых в Краснодарском крае представлены в таблице 1. Как видно из данных, представленных в таблице 1, семена тыквы сорта Голосеменная характеризуются более высокой массовой долей белка, витаминов, минеральных веществ, незаменимых аминокислот, что предполагает их высокую биологическую ценность.

Полученные результаты исследований и установленные значения показателей безопасности и микробиологической чистоты, соответствующие требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, подтверждают целесообразность использования семян тыквы сорта Голосеменная в качестве сырья для получения полезной добавки при производстве пшеничных и ржано-пшеничных сортов хлеба.

3.2 Выбор технологических приемов получения муки из семян тыквы сорта Голосеменная с различными размерами частиц и оценка ее влияния на хлебопекарные свойства муки пшеничной первого сорта и муки ржаной обдирной. Для получения муки семена тыквы измельчали на электрической мельнице до размера частиц 0,1-0,5 мм. Исследовали влияние муки из семян тыквы сорта Голосеменная, с размерами частиц 0,1-0,2 мм и 0,3-0,5мм на «силу» пшеничной муки. Установлено, что внесение МТ с размером частиц 0,1-0,2 мм приводит к некоторому расслаблению теста, в той большей степени, чем вы-ше дозировка добавки. Добавление же муки из семян тыквы сорта Голосеменная с размером частиц 0,3-0,5мм наоборот действует укрепляюще. Поэтому в дальнейших исследованиях была использована мука, полученная из семян тыквы сорта Голосеменная, с размером частиц 0,3-0,5мм.

Исследовано влияние муки, полученной из семян тыквы сорта Голосеменная, с размером частиц 0,3-0,5мм на количество и качество клейковины пшеничной муки. Контролем служила клейковина, отмытая из пшеничной муки первого сорта без внесения добавки, а в опытные образцы вносили МТ в дозировке от 3% до 7 % к массе муки в тесте. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Таблица 1 – Химический состав семян тыквы различных сортов,

возделываемых в Краснодарском крае

Наименование показателей	Столовая зимняя А-5	Витаминная	Голосеменная
Влага и летучие вещества, %	6,36-7,0	6,45-7,15	6,81-7,61
Белок, %	31,16-31,36	33,83-34,03	35,26-35,46
Липиды, %	28,32-28,42	29,09-29,19	31,43-31,63
Углеводы, % в том числе	30,06-30,82	25,96-26,19	21,15-21,35
клетчатка, %	17,14-17,25	19,69-19,82	4,1-4,2
растворимые сахара, %	13,46-13,57	6,27-6,37	17,05-17,15
Минеральные вещества, %	2,92- 3,04	3,97-4,14	4,55-4,75
Аминокислотный состав, г/100 г белка валин	4,5-4,70	3,94-4,14	4,68-4,88
изолейцин	3,25-3,45	3,31-3,51	3,43-3,63
лейцин	7,52-7,72	7,05-7,25	7,64-7,84
лизин	4,33-5,53	4,38-5,58	4,72-5,92
метионин+цистин	2,46-2,56	2,49-2,59	2,58-2,68
треонин	5,52-6,32	5,74-6,54	6,63-7,43
фенилаланин+тирозин	8,03-9,03	7,32-8,32	6,65-7,65
триптофан	0,60-0,70	0,66-0,76	0,68-0,78
Полиненасыщенные жирные кислоты, % к сумме кислот, в том числе:	35,38-35,51	34,18-34,32	40,57-40,71
линолевая С18:2	35,38-35,51	34,18-34,32	40,35-40,48
линоленовая С18:3	-	-	0,22-0,23
Витамины, мг/100г продукта:
тиамин (В1)	0,20-0,22	0,21-0,23	0,24-0,26
рибофлавин (В2)	0,32-0,34	0,30-0,32	0,34-0,36
витамин В6	0,70-0,71	0,75-0,76	0,78-0,79
ниацин	2,03-2,05	2,07-2,09	2,09-2,11
каротины	3,84-3,94	3,95-4,05	4,49-4,59
витамин Е	26,69-26,72	27,41-27,44	29,65-29,68
Макроэлементы, мг/100г продукта:
кальций	281,44-289,44	339,0-346,98	362,48-370,48
магний	330,34-345,34	335,78-350,78	502,64-517,64
калий	516,74-536,74	655,95-675,95	894,15-914,15
фосфор	1363,26-1388,26	1921,65-1946,65	2167,15-2192,15
натрий	13,90-14,96	13,20-14,21	14,80-15,83
Микроэлементы, мкг/100г продукта:
медь	940-960	960-980
железо
марганец
цинк

Таблица 2 – Влияние различных дозировок МТ с размерами частиц 0,3-0,5мм на количество и качество сырой клейковины пшеничной муки