Geum.ru
Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям  

На правах рукописи

БЕРДЫШНИКОВА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

Совершенствование технологии заквасок на основе сухого бактериального концентрата для обеспечения микробиологической безопасности пшеничного хлеба

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 сельскохозяйственных наук

Москва - 2012

       Работа выполнена в Государственном научном учреждении Государственном научно-исследовательском институте хлебопекарной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии)

Научный руководитель:         Юсупова Галина Георгиевна

        доктор сельскохозяйственных наук, 

                                        доцент

Официальные оппоненты:         Кобозев Илья Васильевич

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заведующий кафедрой

хранения, переработки и товароведения  продукции растениеводства РГАУ-МСХА  имени К.А. Тимирязева

                                               Минаева Людмила Павловна

                                               кандидат технических наук, старший                                                        научный сотрудник лаборатории                                                                санитарно-пищевой микробиологии и                                                        микроэкологии ФГБУ НИИ питания                                                        РАМН

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Саратовский

                                               государственный университет

                                               имени Н.И. Вавилова

       Защита состоится н 18 н декабря 2012 года в 16-00  часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 на базе ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49.

       С диссертацией можно ознакомиться в центральной библиотеке ФГБОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Автореферат разослан  л___ _________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                        Шитикова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Главной задачей человечества является обеспечение безопасности продуктов питания. Безопасность и качество выпускаемой продукции определяются, в - первую очередь, качеством используемого сырья, что наиболее актуально в производстве продуктов массового потребления, в т.ч. хлеба. Проблема микробиологической безопасности хлебобулочных изделий тесно связана с повышением доли хлебопекарного сырья, зараженного контаминантами микробного происхождения, а именно бактериями рода Bacillus subtilis, вызывающими картофельную болезнь хлеба.

Поиск и применение привентивных неэнергоемких и экологически безопасных способов предупреждения микробиологической порчи хлебобулочных изделий, продлевающих срок их хранения, является наиболее актуальной проблемой в хлебопекарной отрасли.

Среди методов повышения микробиологической безопасности хлебобулочных изделий особое место занимают биологические методы, основанные на антагонизме микроорганизмов. Известно, что молочнокислые и пропионовокислые бактерии способны подавлять рост возбудителей картофельной болезни хлеба и различных плесневых грибов. Основываясь на этом свойстве микроорганизмов, были разработаны специальные закваски, направленного культивирования, представляющие собой культуру одного или нескольких видов бактерий, выращенную на мучной среде.

Работу над созданием методов и средств обеспечения качества и микробиологической безопасности хлебобулочных изделий проводили такие учёные как Л.Я. Ауэрман, О.В. Афанасьева, Г.Ф. Дремучева, Л.Н. Казанская, Л.И. Кузнецова, И.В. Матвеева, Л.П. Пащенко, Р.Д. Поландова, Л.И. Пучкова,

В.В. Щербатенко, Г.Г. Юсупова и др.

Микробиологическая защита хлебобулочных изделий от порчи является альтернативой применению не безопасных для здоровья человека химических препаратов и довольно дорогих методов физического воздействия. Использование для производства заквасок сухих бактериальных концентратов позволяет существенно упростить способ их приготовления и применения.

Цель работы. Целью работы является совершенствование технологии заквасок на основе композиции заквасочных культур сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий, позволяющих улучшить качество хлеба и обеспечить его микробиологическую безопасность.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ информационных источников о микробиологической загрязненности муки и хлебобулочных изделий, методах предотвращения развития возбудителей болезней хлеба;

2. Разработать структуру научных исследований и методику активного планирования эксперимента;

3. Создать технологию приготовления закваски, подобрать питательную среду для ее культивирования и установить эффективную дозу внесения закваски, а также ее влияние на:

- физические характеристики муки и теста,

- микробиологическую безопасность и качество пшеничного хлеба.

4. Разработать способ повторного использования брак - хлеба, с предварительной обработкой в закваске на основе сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий:

- выявить дозу закваски и время выдерживания в ней брак - хлеба для обеспечения микробиологической чистоты хлебопекарной мочки,

- установить дозу внесения хлебопекарной мочки на стадиях приготовления теста,

- исследовать влияние хлебопекарной мочки на физические характеристики теста, микробиологическую безопасность и качество хлебобулочных изделий.

5. Определить экономическую эффективность от применения заквасок.

Научная новизна:

       -        разработан биологический метод и основные принципы обеспечения микробиологической безопасности хлебобулочных изделий на основе сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий. Обоснованы области рационального использования биологического метода, влияющего на состав и численность микрофлоры, снижающей уровень вредоносности микроорганизмов, обеспечивающих микробиологическую безопасность и качество продукции в технологии хлебопекарного производства;

- адаптированы методы и методики исследования взаимодействия биологического фактора с биологическими системами и структурами муки, обеспечивающих микробиологическую безопасность в технологии хлебопекарного производства;

-        обосновано использование заквасок, на основе сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий вносимых на стадиях приготовления теста, и установлены зависимости их бактерицидных свойств и качественных характеристик от вносимых доз.

Практическая ценность полученных результатов:

- разработаны закваски на мучной осахаренной заварке и жидкой питательной среде на основе сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий, с бактерицидными свойствами по отношению к возбудителям картофельной болезни хлеба;

- определены концентрации и дозы внесения заквасок, позволяющие улучшить физико - химические и органолептические показатели качества хлебобулочных изделий, а также получить  обеззараживающий эффект от их применения;

- разработан способ использования брак - хлеба с предварительной обработкой в закваске для обеспечения микробиологической безопасности хлебобулочных изделий;

- по результатам исследований разработана технологическая инструкция по приготовлению и применению заквасок, приготовленных на основе сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий;

- результаты исследований используют в учебном процессе высших учебных заведений: Российский Государственный Аграрный Университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, Московский Государственный Аграрный Университет имени В.П. Горячкина.

На защиту выносятся:

-        результаты экспериментальных исследований, подтверждающие бактерицидные свойства разработанных заквасок на основе сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий;

-        зависимости бактерицидных свойств заквасок, используемых на стадии тестоприготовления, от вносимых доз;

-        результаты влияния полученных заквасок на реологические свойства теста в зависимости от дозы внесения;

- результаты экспериментальных исследований, подтверждающие бактерицидные свойства заквасок используемых при повторной переработке брака хлебобулочных изделий.

Степень достоверности и апробация работы:

Достоверность работы подтверждается современными методами планирования эксперимента (метод активного планирования эксперимента), результатами экспериментальных исследований с использование современной приборной базы, статистической обработкой полученной информации.

Результаты диссертационных исследований были представлены на 6-ой конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности (г. Видное,  ГНУ ВНИИКОП, 16 октября 2012 г.); на Всероссийской научно - практической конференции Научно-инновационные аспекты при создании продуктов здорового питания (г. Углич, 2012 г.); на Всероссийской научно - практической конференции с международным участием Инновационные технологии в метрологии, стандартизации и управления качеством  (г. Москва, ФГБОУ МГАУ им. В.П. Горячкина 16 - 18 апреля 2012 г.); на 5-й конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии Современные методы направленного изменения физико-химических свойств сельскохозяйственного сырья для производства продуктов здорового питания (г. Москва, ГНУ ВНИИЗ, 12 октября 2011 г.); на 4-ой конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии Научно - инновационные технологии как основа продовольственной безопасности Российской Федерации (г. Москва, ГНУ ГОСНИИХП, 9 декабря 2010 г.); на Всероссийской научно - практической конференции Принципы пищевой комбинаторики - основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов (г. Углич, 2010 г.); на Всероссийской научно - практической конференции Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов  (г. Углич, 2009 г.).

Публикации по теме диссертации:

16 работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 123 наименования, в том числе 28 работ иностранных авторов и приложения. Работа изложена на 141 странице, содержит 32 рисунка, 34 таблицы, 4 приложения.

Экспериментальные исследования проведены в лабораториях ГНУ ГОСНИИХП в период с 2009 г. по 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

       Во введении определена актуальность темы, цели и задачи исследований, сущность решаемых проблем, научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1 Анализ информационных источников о возбудителях микробиологической порчи хлебобулочных изделий и методах борьбы с ними

Проанализировав информационные источники о возбудителях порчи хлебобулочных изделий, мы определили, что наиболее опасными являются бактерии рода Bacillus - возбудители картофельной болезни хлеба, а также микроскопические грибы (и выделяемые ими микотоксины).

Наиболее эффективными и безопасными методами борьбы с порчей хлеба являются биологические способы (закваски, жидкие дрожжи и др.). Использование для улучшения, как микробиологической чистоты, так и для повышения качества хлебобулочных изделий различных заквасок является альтернативой применению не безопасных для здоровья человека химических препаратов и довольно дорогих методов физического воздействия.

Известно, что использование заквасок на стадии тестоприготовления способствует улучшению качественных и органолептических показателей хлеба, а также позволяет существенно снизить риск заболевания готовых изделий картофельной болезнью и отсрочить плесневение. Таким образом, разработка заквасок для приготовления пшеничного хлеба на основе использования сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий, позволяет существенно упростить технологию приготовления заквасок в производственных условиях.

Глава 2 Объекты и методы исследования влияния заквасок на физические характеристики муки и теста, микробиологическую безопасность и качество хлеба

       Для решения поставленных задач разработана функциональная схема методов комплексного исследования влияния заквасок на физические характеристики муки и теста, микробиологическую безопасность и качество хлеба (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структурная схема  исследований

В Блоке 1 приводится анализ информационных источников, и формируются цели и задачи исследований. Анализируются виды микробиологической порчи хлебобулочных изделий и способы их предотвращения.

       В Блоке 2 представлены результаты исследований биохимических свойств заквасок. Влияния заквасок на физические характеристики муки и теста, на качественные показатели готовых изделий. Представлены данные по вторичной переработке брак - хлеба с применением заквасок.

       В Блоке 3 приведена экономическая эффективность применения заквасок в процессе тестоприготовления для улучшения физико - химических показателей хлеба и обеспечения его микробиологической чистоты.

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Государственном научно - исследовательском институте хлебопекарной промышленности Россельхозакадемии (ГНУ ГОСНИИХП  Россельхозакадемии) в лабораториях отдела мониторинга качества и безопасности продуктов питания и в центральной инновационной лаборатории функциональных измерений (ЦИЛФИ) в период с 2009 по 2012гг.

Методы и методики исследований включали: технологии приготовления заквасок с сухим бактериальным концентратом (СБК) пропионовокислых и ацидофильных бактерий на мучной осахаренной заварке и жидкой питательной среде; определение биохимических свойств заквасок, в том числе их влияние на картофельную болезнь люминесцентным методом; контроль технологического процесса приготовления теста и влияние внесенных заквасок на физические характеристики муки и теста, клейстеризующие свойства муки и газообразующую способность теста; выпечки хлеба; оценка качества хлеба по органолептическим и физико - химическим показателям. Все работы проводились по методикам приведенным в инструкциях по работе с приборами и в соответствии с ГОСТ.

Глава 3 Экспериментальная часть. Исследование влияния заквасок на физические характеристики муки и теста, микробиологическую безопасность и качество хлеба

Целью работы является совершенствование технологии заквасок на основе композиции заквасочных культур сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий, позволяющих улучшить качество хлеба и обеспечить его микробиологическую безопасность.

Технология приготовления заквасок, определение их свойств, и влияние на картофельную болезнь хлеба.

В данной главе приведены схемы приготовления заквасок (рисунок 2).

В качестве основных микробных компонентов для совместного культивирования на мучной осахаренной заварке и жидкой питательной среде в процессе приготовления заквасок были выбраны пропионовокислые и ацидофильные бактерии (ПКБ и АЦБ соответственно). Этот выбор был обусловлен тем, что пропионовокислые бактерии являются активными продуцентами пропионовой, уксусной, муравьиной и янтарной кислот, а также антимикробных белков - бактериоцинов, подавляющих развитие картофельной палочки и угнетающих рост грибов. Ацидофильные бактерии известны как активные кислотообразователи. Они также образуют бактериоцины (наиболее известный - низин), обладающие антимикробной активностью в отношении широкого спектра бактерий, в том числе и бактерий рода Bacillus.

       В качестве сред для культивирования использовали мучную осахаренную заварку и специально подобранную питательную среду, состоящую из молочной сыворотки, лактопептона и других веществ необходимых для накопления биомассы культивируемых микроорганизмов.

Рисунок 2 - Схема приготовления заквасок: А - закваска с СБК на мучной осахаренной заварке; Б - закваска с СБК на жидкой питательной среде

Определены их биохимические свойства. Установлены динамики накопления кислотности, сахара и антибактериальная активность в отношении спор  B. subtilis, а также время предотвращения развития картофельной болезни в провокационных условиях.

Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено:

- для динамики накопления кислот в заквасках с СБК среднее арифметическое отклонение S=0,1, границы доверительного интервала составляют 0,25;

- для динамики изменения содержания сахаров в заквасках с СБК среднее арифметическое отклонение S=0,05, границы доверительного интервала составляют 0,13;

- для динамики изменения антибактериальной активности заквасок с СБК среднее арифметическое отклонение S=0,05, границы доверительного интервала составляют 0,20.

Оптимальной продолжительностью для выращивания заквасок является время 20 - 24 ч. За этот период в заквасках накапливается необходимое количество кислот (9-11 град) для проявления их антимикробной активности в отношении бактерий рода Bacillus. В зависимости от выбранной среды динамика накопления кислот изменяется в среднем на 0,25 - 0,4 град/ч. Содержание сахара в закваске с СБК на мучной осахаренной заварке в 6 раз выше, чем в закваске с СБК на жидкой питательной среде. Увеличение массовой доли сахара в закваске с СБК на мучной осахаренной заварке в среднем составляет  0,03 - 0,15% / ч, что объясняется наличием в ней неосахаренного крахмала, при гидролизе которого продолжают накапливаться сахара. В тоже время в закваске с СБК на жидкой питательной среде массовая доля сахара снижается за счет более легкой доступности сахара в процессах брожения.

Влияние заквасок на развитие люминесцирующих очагов колоний бактерий B. subtilis в хлебе, находившегося в провокационных условиях, определяли на люминоскопе Филин.

Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=0,2 и установлены границы доверительного интервала составляющие 2,0.

Установлено, что в контрольных образцах, находившихся в провокационных условиях, люминесцирующие колонии появлялись через 18 - 20 ч термостатирования. Анализ состояния образцов хлеба, в которые вносили закваски, показал, что первые колонии возбудителей картофельной болезни при дозе закваски 6%  появляются после 30 ч, при дозе 9% - через 40 ч, а при  12%  Ц  через 48 ч термостатирования образцов. Таким образом, применение заквасок с СБК на мучной осахаренной заварке и жидкой питательной среде для производства хлеба, при внесении в дозе не менее 9%, позволяет задерживать развитие картофельной болезни, относительного контрольного образца, в провокационных условиях в 2 раза, т.е. на 18 - 22 ч. (рисунок 3).

Рисунок 3 - Влияние продолжительности термостатирования хлеба в провокационных условиях и дозы внесения заквасок в тесто на количество люминесцирующих колоний B. subtilis

По полученным результатам эксперимента было составлено уравнение регрессии:

у1=1,6296+4,9444Х1Ц6,833Х2Ц4,583Х1Х2+2,3889Х12+4,0556Х22 (1)

где У1 - количество люминесцирующих колоний B. subtilis, шт.; Х1 - экспозиция термостатирования хлеба, ч; Х2 - доза внесения заквасок в тесто, %.

Влияние заквасок на физические характеристики муки и теста, клейстеризующие свойства муки, газообразующую и газоудерживающую способность.

В результате проведенных исследований влияния внесения заквасок с СБК, установлено, что закваски способствуют:

- снижению упругих (в среднем в 2,7 раза) и увеличению растяжимых (в среднем в 1,2 раза) свойств теста в зависимости от дозировки внесения, относительно контроля (рисунок 4). Соотношение упругих и пластичных свойств (P/L) у всех опытных образцов снижается, что способствует его лучшей разделке и формовке относительно контрольного образца, а также увеличивает его газоудерживающую способность (на 4,9 - 5,4%) и показатель удельного объема хлеба. Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=0,3 и установлены границы доверительного интервала составляющие 0,75;

Рисунок 4 - Влияние дозы внесения заквасок с СБК на средах разного состава  на упругие и растяжимые свойства теста

- при внесении закваски с СБК на мучной осахаренной заварке повышается качество (на 3 - 5 ед. ИДК) и количество (на 2,8 - 6,1%) клейковины, что вероятно связано с внесением части муки с закваской, содержащей части нерастворенных белков, участвующих в формировании клейковины. При внесении в тесто закваски с СБК на жидкой питательной среде, незначительно повышается качество (на 1,2 - 2,7ед. ИДК) и снижается количество (на 1,8 - 2,3%) клейковины (рисунок 5). Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=0,5 и установлены границы доверительного интервала составляющие 1,25;

Рисунок 5 - Влияние дозы внесения заквасок с СБК на средах разного состава, на качество и количество клейковины муки

- по влиянию механической нагрузки на физические характеристики теста внесение заквасок с СБК не оказывает значительного влияния на общий процесс приготовления хлеба в производственных условиях в процессе замеса, формования и разделки (рисунок 6). Вследствие внесения вместе с заквасками части воды наблюдается снижение водопоглотительной способности на 9,8 - 18,9% для закваски с СБК на мучной осахаренной среде и на 11 - 22% для закваски с СБК на жидкой питательной среде. Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение (S=1,0) и установлены границы доверительного интервала составляющие 2,48;

Рисунок 6 - Влияние дозы внесения заквасок с СБК на средах разного состава на механическую обработку теста

- снижается вязкость водноЦмучной суспензии на 30 - 70% относительно контрольного образца в зависимости от дозы внесения заквасок (рисунок 7). Данный показатель способствует повышению ферментативной активности муки (в 1,3 - 1,7 раз) и позволяет получить готовое изделие с более мелкой, равномерно - распределенной и тонкостенной пористостью и это подтверждается пробной лабораторной выпечкой. Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=1,0 и установлены границы доверительного интервала составляющие 2,48;

Рисунок 7 - Влияние дозы внесения заквасок с СБК на средах разного состава на клейстеризующие свойства муки

- увеличивается степень поднятия теста на 7 - 16% в зависимости от дозы внесения заквасок, что также повышает объемный выход готового изделия. Газообразующая способность снижается относительно контрольного образца на 10 - 12% для закваски с СБК на мучной осахаренной заварке и на 5 - 6% для закваски с СБК на жидкой питательной среде (рисунок 8).

Рисунок 8 - Влияние заквасок с СБК на средах разного состава на газоудерживающую и газообразующую способность теста через 3 ч брожения

А коэффициент газоудержания возрастает в среднем на 4,9 - 5,4 % относительно контрольного образца, что позволяет получить  более выровненную структуру мякиша хлеба, с более мелкой и тонкостенной пористостью. Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=0,5 и установлены границы доверительного интервала составляющие 1,24.

Влияние заквасок на физико - химические и органолептические показатели качества хлеба.

Оценка физико - химических показателей качества пшеничного хлеба показала, что при внесении в тесто закваски с СБК на мучной осахаренной заварке, удельный объем готового изделия улучшается на 8,3 - 20,8% в зависимости от дозы внесения, формоустойчивость повышается на 5 - 10%  (таблица 1).

Таблица 1 - Физико - химические показатели качества хлеба с применением заквасок с СБК на средах разного состава

Определяемые показатели

Контроль

Доза внесения в тесто, %

Закваска с СБК на мучной осахаренной заварке

Закваска с СБК

на жидкой питательной среде

6

9

12

6

9

12

Удельный объем, см3/гр.

2,4

2,6

2,7

2,9

2,4

2,5

2,4

Формоустойчивость, H/D

0,4

0,36

0,44

0,42

0,39

0,45

0,41

Пористость, %

71

70

70

70

70

67

68

Кислотность, град

2,6

2,3

2,6

2,6

2,4

2,8

3,0

Среднее арифметическое отклонение 0,1

Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=0,1 и установлены границы доверительного интервала составляющие 0,24. При использовании закваски с СБК на жидкой питательной среде, изменения по физико - химическим показателям были незначительны. Удельный объем готовых изделий соответствует показателям контрольного образца. Формоустойчивость подовых изделий при внесении 9% закваски увеличилась на 12% и при дозе 12% - на 2%.

Все опытные образцы имели достаточно гладкую поверхность корки от золотистого до темно - золотистого цвета, более мягкий и сочный мякиш, а также более выраженный хлебный вкус и аромат, относительно контрольного образца. Внесение заквасок также способствует улучшению структурно - механических свойств мякиша, внешнего вида, вкуса и аромата хлеба (рисунок 9).

Степень согласованности оценок экспертов была установлена с помощью коэффициента конкордации (W=0,98), который показал, что изменчивость незначительна, а информация однородна.  По данным статистической обработки наилучший показатель качества (по совокупности рассмотренных показателей) имеет закваска с СБК на мучной осахаренной заварке, далее в порядке убывания величины: закваска с СБК на жидкой питательной среде и контроль.

Рисунок 9 - Профилограмма органолептических показателей качества хлеба с применением заквасок с СБК на средах разного состава

Полученные данные обрабатывались методами математической статистики на ПК с помощью программ Microsoft Excel и Statistika 7. Повторность эксперимента 3Цх кратная.

Глава 4 Влияние заквасок на вторичную переработку брака хлеба

В данной главе описывается технология приготовления хлеба с использованием хлебной мочки, предварительно выдержанной в 9% закваске с СБК, полученной путем вторичной переработки брака хлеба (рисунок 10). Ее влияние на физические характеристики муки и теста, клейстеризующие свойства, на качество выпеченного хлеба (рисунок 11), а также на подавление  развитие картофельной болезни.

Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено:

- для изменения физических свойств муки и теста при внесении хлебной мочки среднее арифметическое отклонение S=0,3 и границы доверительного интервала составляющие 0,74;

- для изменения физико-химических показателей качества хлеба при внесении хлебной мочки среднее арифметическое отклонение S=0,5 и границы доверительного интервала составляющие 1,24.

С целью определения ингибирующего действия заквасок с СБК на спорообразующие бактерии B. subtilis и  установления времени появления первых люминесцирующих очагов картофельной болезни в хлебе провели серию пробных выпечек. В качестве контроля выпекали образцы хлеба без внесения мочки и образцы с внесённой мочкой, но без выдержки в закваске с СБК. Испытуемым образцом хлеба был образец с внесением хлебной мочки, предварительно выдержанной в 9% закваске с СБК в течение 40 мин в условиях производства (таблица 2).

Рисунок 10 - Технология приготовления хлебной мочки из брака хлебобулочных изделий с применением заквасок с СБК

Рисунок 11 - Влияние внесения хлебной мочки на физико - химические показатели качества готового изделия, выпеченного опарным и безопарным способом

Анализ состояния образцов хлеба, в которые вносили мочку, предварительно выдержанную закваске с СБК, показал, что первые люминесцирующие колонии возбудителей картофельной болезни появляются после 42 - 44 ч.

Также было отмечено, что первые органолептические признаки (слабый посторонний запах) появлялись в контрольных образцах через 24 ч, а в опытных - через 44-48 ч (таблица 3).

Таблица 2 - Развитие возбудителей картофельной болезни в хлебе


Продолжительность термостатирования хлеба, ч

Количество люминесцирующих колоний, шт.

Контроль без хлебной мочки

Контроль с хлебной мочкой без выдержки в закваске с СБК

Образцы с хлебной мочкой, выдержанной в 9% закваске с СБК в течение 40 мин

8

0

0

0

16

0

0

0

24

2

4

0

32

10

16

0

40

16

> 20

0

44

> 20

Ц

1

48

Ц

Ц

3

Среднее арифметическое отклонение 0,2

Исходные статистические данные были обработаны в соответствии с общепринятыми методиками. В результате получено среднее арифметическое отклонение S=0,2 и установлены границы доверительного интервала составляющие 2,0.

Таблица 3 - Обнаружение признаков заболевания хлеба картофельной болезнью

Образцы хлеба

Признаки заболевания картофельной болезнью

24 ч

36 ч

44 ч

48 ч

Контрольный образец с мочкой без выдержки в закваске

признаки заболевания обнаружены

  -

Ц

  Ц

Образец с хлебной мочкой, выдержанной в 9% закваске с СБК в течение 40 мин

признаки заболевания не обнаружены

признаки заболевания не обнаружены

первые признаки заболевания

признаки заболевания обнаружены

Полученные данные обрабатывались методами математической статистики на ПК с помощью программ Microsoft Excel и Statistika 7. Повторность эксперимента 3 Цх кратная.

Глава 5 Экономическая эффективность от применения заквасок

Согласно данным расчета, годовой экономический эффект от использования новой закваски с СБК на мучной осахаренной заварке, относительно применяемой в хлебопечении концентрированной молочнокислой закваски (КМКЗ), составит в среднем 850 тыс. руб.

Экономических эффект заключается в снижении численности персонала (с 3 до 1 человека), требующегося для непрерывного ведения закваски, а также снижения затрат на выплату заработной платы (около 600 тыс. руб./год).  Эффективность в экономике достигается также за счет получения дополнительной прибыли от реализации хлебобулочных изделий (цена + качество).

Розничная цена хлеба на новой закваске с СБК на мучной осахаренной заварке на 0,7 руб. дешевле, чем хлеб с применением КМКЗ.

Убыток от применения в хлебопечении от закваски с СБК на жидкой питательной среде зависит от высокой стоимости сухой питательной среды (5 тыс./кг), необходимой для культивирования сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий.

Выводы

1. Для снижения микробиологической порчи хлебобулочных изделий эффективны следующие методы: физические Ц  обработка сырья или готовых изделий энергией СВЧ - поля и УФ - лучами; химические - основанные на применении антимикробных веществ в жидком или твердом состояниях; биологические - закваски, жидкие дрожжи и другие полуфабрикаты, обладающие антимикробной активностью которые способствуют улучшению качественных и органолептических показателей хлеба, а также позволяют снизить риск развития картофельной болезни хлеба  и отсрочить плесневение хлеба.

2. Для улучшения технологических показателей муки, повышения ее микробиологической безопасности и качества получаемого хлеба, разработана система методов комплексного исследования влияния заквасок. Установлены динамики накопления кислотности, сахаров и антибактериальная активность заквасок в отношении спор  B. subtilis. Применение разработанных заквасок с СБК на мучной осахаренной заварке или на жидкой питательной среде в дозе не менее 9% позволяет задерживать развитие картофельной болезни в готовых изделиях в 2 раза, относительно контрольных образцов, т.е. на 18 - 22 ч.

3. Внесение заквасок оказывает влияние на белково-протеиназный и углеводно-амилазный комплексы.  При использовании заквасок в дозе внесения 9% снижаются упругие свойства теста (на 26 - 54%), возрастает ферментативная активность муки (на 30 - 70%) и коэффициент газоудерживания (на 4,9 - 5,4%), что позволяет получить готовое изделие с мелкопористым тонкостенным мякишем, а также приводит к увеличению удельного объема (прирост относительно контроля 12,5%) и формоустойчивости подовых изделий (в 1,1 раза). Улучшаются структурно - механические свойства мякиша и общая органолептическая оценка.

4. Разработан способ повторного использования хлебопекарной мочки в дозе внесения до 3,5% от массы муки в тесте с применением заквасок с СБК пропионовокислых и ацидофильных бактерий на мучной осахаренной заварке или на жидкой питательной среде для производства пшеничного хлеба. Предварительная выдержка хлебопекарной мочки в 9% закваске позволяет повысить микробиологическую чистоту хлеба и продлить сроки хранения на 20 - 24 ч, относительно контроля. Повторное использование хлебной мочки в дозе 3,5% снижает удельный объем на 8,0% при безопарном способе и увеличивает на 2,5% при опарном способе.

5. Использование заквасок на стадиях приготовления теста экономически выгодно:

- выбор среды для культивирования заквасок зависит от возможностей предприятия. Обе примененные среды, мучная осахаренная заварка и жидкая питательная среда, пригодны для совместного выращивания пропионовокислых и ацидофильных бактерий, и позволяют получать закваски с близкими кислотообразующими и антибактериальными свойствами, а также структурно - механическими (реологическими) свойствами теста;

- замена используемой в хлебопечении закваски на основе концентрированной молочнокислой закваски (КМКЗ) на новую предложенную закваску, выращенную на мучной осахаренной заварке с использованием в качестве заквасочных культур сухого бактериального концентрата пропионовокислых и ацидофильных бактерий увеличивает суммарный экономический эффект, что составляет 850,8 тыс. руб./год на хлебопекарное предприятие с объемом выпускаемой продукции 5 т/сут.

Рекомендации производству

При производстве хлебобулочных изделий закваску с СБК на мучной осахаренной заварке или на жидкой питательной среде вносят на стадии приготовления теста в количестве 9% от массы муки в соответствии с рецептурой приготовления.

При переработке брака хлебобулочных изделий закваску с СБК на мучной осахаренной заварке или на жидкой питательной среде рекомендуется вносить в хлебную мочку в дозе 9% (к массе хлеба до увлажнения) с последующей выдержкой в течение 40 мин в условиях производства.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Работы в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Юсупова, Г.Г. Методы контроля качества муки по реологическим свойствам / Г.Г. Юсупова, О.Н. Бердышникова // Хлебопечение России. - 2010. - №1. - С. 17-18.

2. Юсупова, Г.Г. Влияние полуфабрикатов на основе пропионовокислых и ацидофильных бактерий на физические свойства теста и микробиологическую безопасность хлебобулочных изделий (начало) / Г.Г. Юсупова, О.Н. Бердышникова // Хлебопродукты. - 2010. - №6. - С.46-48.

3. Юсупова, Г.Г. Влияние полуфабрикатов на основе пропионовокислых и ацидофильных бактерий на физические свойства теста и микробиологическую безопасность хлебобулочных изделий (продолжение) / Г.Г. Юсупова, О.Н. Бердышникова // Хлебопродукты. - 2010. - №7. - С.46-47.

Работы в других печатных изданиях

4. Юсупова, Г.Г. Люминесцентный метод диагностики картофельной болезни / Г.Г. Юсупова, О.Л. Тарутина, О.А. Сидорова, О.Н. Бердышникова // Материалы всерос. конф. - Углич. - 2009. - С. 252-254.

5. Юсупова, Г.Г. Вторичная переработка хлебобулочных изделий с применением хлебопекарной мочки / Г.Г. Юсупова, О.Н. Бердышникова // Материалы всерос. науч.- практич. конф. - Углич. - 2010. - С. 320Ц322.

6. Бердышникова, О.Н. Перспективы использования трансглутаминазы в хлебопечении / О.Н. Бердышникова, Г.В. Терновской, Н.П. Данилов // Материалы 4-ой конф. молодых ученых и спец. Отделения Хранения и переработки с-х. продукции Россельхозакадемии Научно - инновационные технологии как основа продовольственной безопасности Российской Федерации - Москва. - 9 декабря 2010. - С. 32Ц34.

7. Бердышникова, О.Н. Культивирование заквасок на средах разного состава и их влияние на микробиологическую чистоту хлебобулочных изделий // Материалы 5-ой конф. молодых ученых и спец. Отделения Хранения и переработки с-х. продукции Россельхозакадемии Современные методы направленного изменения физико-химических свойств с-х. сырья для производства продуктов здорового питания - Москва. - 12 октября 2011. - С. 35Ц38.

8. Юсупова, Г.Г. Методы контроля качества муки по реологическим свойствам теста / Г.Г. Юсупова, О.Н. Бердышникова // Хлебопекарное производство. - 2011. - №2. - С. 48-53.

9. Бердышникова, О.Н. Влияние заквасок, культивируемых на разных питательных средах на обеспечение микробиологической безопасности хлебобулочных изделий / О.Н. Бердышникова, О.А. Сидорова  // Хлебопекарное производство. - 2011. - №5-6. - С. 10 - 14.

10. Сидорова, О.А. Микроорганизмы, вызывающие порчу хлебобулочных изделий / О.А. Сидорова, О.Н. Бердышникова // Хлебопекарное производство. - 2011. - №7. - С.41-47.

11. Сидорова, О.А. Физические способы повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий / О.А. Сидорова, О.Н. Бердышникова // Хлебопекарное производство. - 2011. - №8. - С. 21-30.

12. Сидорова, О.А. Химические способы повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий / О.А. Сидорова, О.Н. Бердышникова // Хлебопекарное производство. - 2011. - №9. - С.29-37.

13. Сидорова, О.А. Биологические способы повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий / О.А. Сидорова, О.Н. Бердышникова // Хлебопекарное производство. - 2011. - №10. - С. 17-21.

       14. Бердышникова, О.Н. Усовершенствованный метод контроля качества клейковины пшеничной муки // Всерос. науч.Цпрактич. конф. с международным участием Инновационные технологии в метрологии, стандартизации и управления качеством. - Москва. - 16 - 18 апреля 2012. - С. 207Ц210.

       15. Бердышникова, О.Н. Эффективность использования пшеничной закваски на сухом бактериальном концентрате для повышения микробиологической чистоты хлебобулочных изделий при переработке брака / О.Н. Бердышникова, М.Н. Костюченко // Материалы всерос. науч.- практич. конф. - Углич - 2012. - С. 34Ц36.

16. Бердышникова, О.Н. Исследование влияния пшеничной закваски на сухом бактериальном концентрате на качество и безопасность хлебобулочных изделий // Материалы 6-ой конф. молодых ученых и спец. Отделения Хранения и переработки с-х. продукции Россельхозакадемии Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности - Видное - 16 октября 2012. - С. 30 - 34.

  Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям