Научные основы технологий хлеба с использованием ржаной муки на заквасках с улучшенными биотехнологическими свойствами

Вид материала

Диссертация

Содержание 2.4. Исследования и разработка технологии хлеба с использованием ржаной муки для длительного хранения 2.5. Технологии безглютеновых хлебобулочных изделий на заквасках 2.6. Развитие ассортимента хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки

Подобный материал:

• Национальный стандарт российской федерации изделия хлебобулочные из ржаной и смеси, 396.6kb.
• Наименование продукции, 72.55kb.
• Программные средства компьютерного проектирования зубчатых передач в обобщающих параметрах, 26.58kb.
• Исследовательская работа учащихся 7 класса, 81.32kb.
• Российский Зерновой Союз провел в период с 11 по 15 января 2011 г информационную поездку-семинар, 122.74kb.
• Формирование потребительских свойств и повышение сохраняемости хлеба из пшеничной муки,, 344.78kb.
• Натуральные (природные) пищевые красители это красящие вещества, выделенные физическими, 478.2kb.
• Продукты ферментативной модификации соевой муки: научные и практические аспекты получения, 792.83kb.
• Программа вступительных экзаменов в магистратуру по специальности 6М072800 Технология, 192.94kb.
• «Основы генетики», 494.65kb.

2.4. Исследования и разработка технологии хлеба с использованием ржаной муки для длительного хранения

Актуальной задачей для современного хлебопечения является разработка технологий хлеба длительного хранения не только с целью снабжения населения хлебобулочными изделиями в отдаленных труднодоступных районах, в зонах экологического неблагополучия, в кризисных и аварийных ситуациях, но и для развития малого бизнеса (рестораны, кафе), а также для использования в домашних условиях.

Одним из направлений решения этой проблемы в промышленных масштабах является быстрое замораживание, обеспечивающее длительное хранение как замороженных полуфабрикатов, так и выпеченных изделий.

Второй путь увеличения сроков хранения может быть связан с обработкой физическими методами выпеченных и упакованных хлебобулочных изделий.

При разработке хлеба длительного хранения с использованием ржаной муки учитывали, что в основе его производства лежат биотехнологические процессы, связанные с использованием разных видов ржаных заквасок, при приготовлении которых в производственном цикле создают оптимальные условия для развития стартовых культур микроорганизмов, внесенных в разводочном цикле. Сочетание видов и штаммов микроорганизмов в стартовых композициях зависит от вида ржаных заквасок – густая, жидкая с заваркой и без применения заварки, концентрированная молочнокислая закваска. Стартовые культуры заквасочных микроорганизмов, развиваясь в ржаных заквасках, способствуют формированию физико-химических (кислотность, пористость) и органолептических (вкус, аромат) показателей выпеченного хлеба, обеспечивают его микробиологическую чистоту, особенно при увеличении сроков хранения и при переработке муки с повышенной микробиологической обсеменённостью.

В связи с этим одной из ключевых задач была разработка способа приготовления теста на заквасках с повышенной антагонистической активностью к споровой микрофлоре. С этой целью для разводочного цикла заквасок использовали разработанные стартовые композиции заквасочных микроорганизмов (в сухом и жидком виде) с включением в состав бифидобактерий, лактобактерий L. sanfranciscensis Е-36, нового штамма L.plantarum 52-АН, обладающих специальными, например, пробиотическими и антагонистическими свойствами.

Наряду с технологией приготовления теста существенное влияние на микробиологическое состояние хлеба длительного хранения оказывает вид упаковочных материалов (рисунок 19, а). Так, в хлебе дарницком, приготовленном на закваске с повышенной антагонистической активностью и упакованном после охлаждения до температуры 34-36^оС в два пакета из полипропилена толщиной 25мкм, развитие плесеней происходит гораздо быстрее, чем в случае применения полипропилена с барьерными свойствами.

Из данных, представленных на рисунке 19, б, видно, что рост плесневых грибов на поверхности хлеба дарницкого, упакованного, уложенного в картонные короба и обработанного ионизирующим излучением в линейном ускорителе электронов ЛУЭ 8-5С дозой 3 кГр, происходит интенсивнее, чем при дозе облучения 6 кГр. При облучении же дозой 10 кГр рост плесневых грибов не наблюдался.


а

б

Рисунок 19 – Кинетика развития плесневых грибов в хлебе дарницком без облучения (а), упакованном в полипропилен обычный (1) и с барьерными свойствами (2), и облученного (б) дозой 3 кГр (3) и 6 кГр (4).



Ионизирующее излучение не влияло на физико-химические показатели хлеба, и они соответствовали требованиям действующих государственных стандартов. Влажность контрольных и обработанных ионизирующим излучением образцов хлеба в процессе хранения в течение шести месяцев снижалась на 10-13 % при исходной 48,4 – 48,5%. При этом хлеб был вполне пригодным для употребления в пищу. Исследование показателей безопасности по остаточной радиации в облученных образцах хлеба дарницкого через неделю хранения показало, что содержание радионуклидов в опытных образцах значительно ниже допустимого уровня по СанПиН 2.3.2.1078-01 п.1.4.7. и колеблется по цезию Cs 137 от 0,8±0,2 Бк/кг до 1,2±0,3 Бк/кг и по стронцию Sr 90 от 0,6±0,1 Бк/кг до 0,7±0,2 Бк/кг при допустимых уровнях не более 40 Бк/кг и 20 Бк/кг соответственно.

Кроме того, не выявлено загрязнение поверхности упакованного хлеба альфа- и бета- активными частицами, а доза гамма-излучения не превышала фоновых значений (22-25 мкР/ч) при отсутствии наведенной активности.

Таким образом, при дозе облучения в 3 и 6 кГр хлеба, упакованного в полипропилен с барьерными свойствами, наблюдается бактериостатический, при дозе в 10 кГр бактерицидный эффекты.

Исследования по использованию замораживания в технологии длительного хранения заварных сортов хлеба с использованием ржаной муки проводили по двум направлениям – замораживание тестовых заготовок и хлеба при температуре минус 24⁰С с естественной циркуляцией воздуха и при температуре минус 35-40⁰С и скорости циркуляции воздуха 4 м/сек. Замороженные тестовые заготовки (массой 120 и 350 г) и хлеб упаковывали и хранили при температуре минус 18⁰С от 1 до 6 месяцев.

Полученные результаты показали, что закономерности изменения физико-химических и органолептических показателей качества хлеба из замороженных полуфабрикатов в основном зависят не от способа приготовления теста, а от степени их готовности (тестовые заготовки, хлеб) перед замораживанием.

Так, при выпечке хлеба из замороженных тестовых заготовок, независимо от способа приготовления теста, увеличивалась продолжительность расстойки на 20-30 мин по сравнению с продолжительностью расстойки тестовых заготовок без замораживания. Это объясняется тем, что условия замораживания снижают активность ферментов (зимазный комплекс) дрожжевых клеток, что и приводит к увеличению продолжительности расстойки.

Влажность хлеба из замороженных тестовых заготовок после 40 сут хранения при температуре -18⁰С на 1,3-1,4% ниже, чем влажность замороженного хлеба, хранившегося при таких же условиях. Величина потерь массы для тестовых заготовок составляет 0,90-1,25% , а для хлеба – 0,13-0,19 %. Показатель сжимаемости мякиша на пенетрометре у хлеба из замороженных тестовых заготовок также ниже на 21-27% по сравнению с аналогичным показателем замороженного хлеба и контроля. Таким образом, при замораживании тестовых заготовок уменьшается не только выход хлеба, но и ускоряется процесс его черствения.

Кроме того, хлеб из замороженных тестовых заготовок имеет кислотность на 0,5-1,5 град ниже по сравнению с замороженным хлебом. При этом отмечалась липкость и заминаемость мякиша. Увеличение количества густой закваски, вносимой при замесе теста с 25 до 35% мукой, приводило к повышению кислотности хлеба на 0,5-1,0 град. Однако липкость и заминаемость мякиша сохранялась, что может быть обусловлено высокой ферментативной активностью солода ржаного неферментированного и наличием значительного количества клейстеризованного крахмала ржаной муки, внесенной при замесе теста в виде заварки.

Установлено значительное повышение содержания декстринов в хлебе заварном с неферментированным солодом из замороженных тестовых заготовок. После 35 суток хранения при минус 18⁰С количество декстринов увеличилось на 70% по сравнению с хлебом, не подвергшимся замораживанию. При этом мякиш хлеба опытного образца был более липкий и заминающийся.

В хлебе заварном с ферментированным солодом из замороженных тестовых заготовок увеличение содержания декстринов составило только 30%, а его мякиш был эластичный не заминающийся. В замороженном хлебе содержание декстринов не изменялось в течение 35 суток хранения.

Определен аминокислотный состав и рассчитан аминокислотный скор хлеба заварного пулковского незамороженного и замороженного при разных режимах и хранившегося при температуре минус 18⁰С в течение 6 месяцев. Лимитирующими аминокислотами как в незамороженном, так и в замороженном хлебе, являются - метионин +цистеин. Полученные данные свидетельствуют, что биологическая ценность в процессе хранения замороженных изделий изменяется незначительно. Коэффициент утилитарности незамороженного хлеба 0,526, а через
180 суток хранения при температуре минус 18⁰С – 0,51-0,52.

Проведенные исследования показали (рисунок 20), что хлеб заварной пулковский, приготовленный на осахаренной заварке (20% мукой в том числе солод) в сочетании с густой закваской (20% мукой), замороженный при минус 24⁰С и размороженный после 0,30,60,90 и 180 суток хранения, по физико-химическим и органолептическим показателям существенно не отличался от контроля и сохранял присущий ему вкус и запах, имел сухой, мягкий, эластичный и не крошащийся мякиш.




Удельный объем, см³/г


Рисунок 20 - Влияние заварки и продолжительности хранения при -18^оС на качество хлеба заварного пулковского, замороженного при -24^оС


Исключение заварки приводило к значительному ухудшению таких показателей как сжимаемость (снижение на 30% независимо от сроков хранения) и крошковатость мякиша хлеба, к появлению пузырьков на поверхности и шелушению корки после размораживания, особенно в процессе хранения от 3 до 6 месяцев хлеба замороженного при температуре минус 35⁰С с принудительной циркуляцией воздуха 4 м/сек.

На основании полученных результатов разработана технологическая инструкция по длительному хранению хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки на основе замороженных тестовых заготовок и хлеба.


2.5. Технологии безглютеновых хлебобулочных изделий на заквасках


Эпидемиологические исследования показывают широкое распространение заболеваний, связанных с нарушением в организме людей белкового обмена – фенилкетонурия и целиакия. Глютеновая энтеропатия (целиакия) – генетическая непереносимость глютена (белковая фракция нерастворимая в воде и 0,5M растворе NaCl) пшеницы, ржи, ячменя, овса. По некоторым оценкам, распространенность этих заболеваний в экономически развитых странах Европы, в США и др. составляет более 1% жителей. В России целиакия считается одним из редких заболеваний с частотой встречаемости 1 случай на 5 – 10 тысяч детей. Данных о частоте целиакии у взрослых не имеется. В отличие от всей территории России в Санкт-Петербурге частота достигает европейского уровня и составляет 1:380 .

Большинство безглютеновых хлебобулочных изделий, вырабатываемых в настоящее время, обладают слабо выраженным вкусом и запахом, а также из-за высокого содержания крахмала быстро черствеют.

Безглютеновый хлеб рисовый, рисово-кукурузный, рисово-гречневый, крахмально-соевый и яблочный (разработка СПбФ ГНУ ГОСНИИХП) в соответствии с ТУ 9110-102-11163857 -2000 имеет сроки хранения 36 ч без упаковки и 48 ч при упаковке в пленки из полимерных материалов, кислотность - не более 0,8 град.
Исследования показали, что фактическая кислотность безглютенового хлеба составляет 0,2 град и это отрицательно сказывается не только на его вкусе и запахе, но и снижает устойчивость изделий к микробной порче в процессе хранения.

Известно, что применение заквасок в технологиях хлеба с использованием ржаной муки, обусловленное специфическими особенностями ее хлебопекарных свойств, влияет не только на формирование физико-химических (кислотность, пористость) и органолептических (вкус, запах) показателей качества изделий, но и повышает их физиологическую ценность, усиливая аппетит и усвояемость. Применение заквасок при выработке хлебобулочных изделий из пшеничной муки, особенно в жаркий период года, вызвано также необходимостью предотвращения картофельной болезни.

Влияние молочнокислых бактерий и заквасок на качество безглютенового хлеба на сегодняшний день исследовано недостаточно. Исходя из указанных предпосылок, разрабатывали технологию безглютенового хлеба на заквасках с внесением и без применения в разводочном цикле чистых культур дрожжей.

В качестве стартера в разводочном цикле бездрожжевой закваски использовали композицию молочнокислых и бифидобактерий. Питательную смесь для обновления готовили путем перемешивания бесклейковинной рисовой смеси с водой или путем заваривания всей бесклейковинной смеси или её части кипятком. Бездрожжевые закваски освежали при температуре 34-35^оС.

При разработке безглютеновых дрожжевых заквасок в разводочном цикле помимо кислотообразующих бактерий была введена композиция заквасочных дрожжей сахаромицетов, состоящая из Saccharomyces minor «Чернореченский», S.сerevisiae Л-1 и витаминсинтезирующего штамма S.сerevisiae 576 из музейной коллекции ГОСНИИХП. Питанием для этих заквасок служила суспензия (влажность 60 %), состоящая из бесклейковинной смеси и воды. Закваски
выбраживали при температуре 27-30^оС.

Выявлено, что наибольшее кислотонакопление (13,8-18,5град) наблюдалось в бездрожжевой закваске, где в качестве питания использовали смешивание бесклейковинной смеси с водой, а при освежении бездрожжевой закваски, частично или полностью заваренной бесклейковинной смесью, ее кислотность составляла только 9,2-14,5 град. Кроме того, закваски, освеженные бесклейковинной смесью без заварки, больше увеличивались в объёме (в 1,5-2 раза) по сравнению с заквасками, где при приготовлении питания всю бесклейковинную смесь или её часть вносили в виде заварки (27-33 %).

Микробиологический анализ безглютеновых дрожжевых заквасок показал, что в них интенсивно развиваются молочнокислые бактерии. Через 12 ч брожения кислотность закваски составила 11,5-14,5 град, а соотношение клеток дрожжей и бактерий изменялось в пределах 1:3 – 1:5.

Применение бездрожжевых заквасок (содержание бесклейковинной смеси – 20 %) при приготовлении теста оказывало положительное влияние на качество безглютенового хлеба. Кислотность хлеба повышалась на 1 град. Особенно улучшались его органолептические показатели. У хлеба, приготовленного без заквасок, верхняя корка была плоская с трещинами, светло-желтого цвета, а на бездрожжевых заквасках верхняя корка становилась выпуклой, желтовато-коричневого цвета. Пористость и толщина стенок пор мякиша опытных образцов были средними, а у контрольного образца без заквасок пористость более крупная и толстостенная. Изделия на заквасках приобретали приятный вкус и запах, а контрольные образцы были пресными с дрожжевым запахом.

Безглютеновый хлеб, приготовленный на дрожжевой закваске, имел бóльший удельный объём (2,2-2,4 см³/г, против 1,99 см³/г в контроле без закваски) и лучшую сжимаемость мякиша (32-35 ед. пенетрометра, против 31 ед. в контроле), кислотность его была на 0,5 град выше, что способствовало улучшению вкуса и запаха хлеба.

При определении содержания витаминов в безглютеновых заквасках выявлено, что дрожжевые закваски характеризовались их повышенным количеством (таблица 8). Таким образом, приготовление теста на дрожжевых заквасках кроме улучшения вкуса повышало пищевую ценность безглютенового хлеба за счет обогащения его витаминами.


Таблица 8– Содержание витаминов в безглютеновых заквасках и хлебе

Витамины	Количество витаминов, мг/100г
	хлеб без закваски	бездрожжевая		дрожжевая
		закваска	хлеб	закваска	хлеб
C	-	1,18	-	2,48	-
B1	0,01	0,48	0,06	0,68	0,08
B2	0,008	0,42	0,05	0,56	0,07
PP	0,24	4,90	0,60	9,98	1,16

Выявлено, что в провоцирующих условиях (рисунок 21) контрольные образцы безглютенового хлеба (без закваски) заболели картофельной болезнью (запах, липкость) и заплесневели через 24 ч. В опытных образцах на дрожжевой закваске признаки картофельной болезни (запах) и плесневения не проявились в течение 48 ч, а на бездрожжевой – 72 ч.





Закваска

Хлеб


Рисунок 21 – Влияние способа приготовления теста на кислотность и микробиологическую чистоту при хранении безглютенового хлеба в провоцирующих условиях (температура 38 °C).


При хранении хлеба в условиях лаборатории при комнатной температуре признаки плесневения в контрольных образцах появились через 96 ч, а в опытных - после 120 ч. В опытных образцах на заквасках признаков картофельной болезни не было обнаружено, в то время как в контрольном образце слабый посторонний запах появился через 96 ч хранения.

Таким образом, разработана технология улучшающая, физико-химические и органолептические показатели безглютенового хлеба, а также повышающая в 2,5 раза его устойчивость к микробной порче, основным элементом которой является приготовление заквасок по разводочному циклу с использованием композиции микроорганизмов, обладающих повышенными бактерицидными и пробиотическими свойствами.

Известно, что рожь как и другие злаковые (разновидности Triticum: мягкая и твердая пшеницы, спельта, камут; ячмень, овес) содержит спирторастворимую (проламины – секалин) фракцию белков, которая наряду с щелочерастворимой (глютелины – секалинин) фракцией вызывает атрофию ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки с формированием синдрома нарушения кишечного всасывания – мальабсорбции.

Международная Организация Пищевых продуктов определила термин «безглютеновый» как нулевой допустимый предел для глютена, хотя организация ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по разработке продовольственных стандартов (Codex Alimentarius) допускает концентрацию не более 100 м.д. (миллионных долей) глютена в пищевом продукте, т.е. не более 100 мг/кг продукта. Такая же концентрация глютена в продуктах допускается Европейской ассоциацией Обществ по целиакии AOECS.

Для определения количества иммунореактивного глютена применялся твердофазный иммуноферментный анализ с использованием моноклональных антител (метод ELISA), специфичных к секалину.

Прежде всего определили, что содержание глютена по секалину в используемой ржаной обдирной муке составило 42100мг/кг. Сочетание гидротермической обработки с аутоферментативной активностью белого солода позволило снизить иммунореактивность глютена ржаной муки в осахаренной заварке до 8000 мг/кг. При заквашивании осахаренной заварки термофильными молочнокислыми бактериями L.delbrückii – 76 количество глютена снизилось до 2200 мг/кг за счет совместного действия эндогенных протеаз ржи (50 – 75 % от общей протеолитической активности закваски) и экзогенных протеаз лактобацилл. На деструкцию белка также повлияла высокая титруемая (14,2 град) и низкая активная кислотность (pH=3,3 – 3,5) заквашенной заварки, увеличившие пептизацию белков, вследствие чего и лучшую доступность их действию пептидаз.

В хлебе безглютеновом, приготовленном с внесением 15 % ржаной муки в виде КМКЗ, термофильной заквашенной заварки или густой закваски, содержание глютена составляло около 100 мг/кг (0,01%). При этом хлеб имел яркую окраску, а его вкус и запах соответствовали традиционным хлебобулочным изделиям, выработанным с использованием ржаной муки. Кислотность безглютенового хлеба составляла 1,9-2,2 град, признаки заболевания картофельной болезнью и плесневения при хранении хлеба в провоцирующих условиях не проявлялись в течение 72 ч.

Таким образом, использование ржаных заквасок в технологии безглютенового хлеба с учётом повышенного содержания в ржаной муке незаменимых аминокислот, железа, калия, магния, пентозанов и витаминов, а также основываясь на синтезе последних в заквасках, позволит вырабатывать безглютеновый хлеб повышенной биологической ценности и толерантный для людей больных целиакией.


2.6. Развитие ассортимента хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки

Одна из приоритетных проблем хлебопекарной промышленности в современных условиях – увеличение объемов производства хлеба с использованием ржаной муки. Для ее решения актуальными являются исследования по развитию ассортимента ржаного хлеба повышенной пищевой и пониженной энергетической ценности, что соответствует современным требованиям рационального питания.

Хлебобулочные изделия с использованием ржаной муки относятся к изделиям функционального назначения. Усилить функциональные свойства хлебобулочных изделий с ржаной мукой можно, развивая их ассортимент путем введения в рецептуры новых видов сырья.

Известно, что ячмень и овес являются источником β-глюкана, который считают ответственным за снижение холестерина. Поэтому зерно ячменя и овса, а также продукты его переработки рекомендуются для потребления при различных холестеринпонижающих диетах.

При разработке нового ассортимента хлеба с использованием ржаной муки применяли основные злаковые и крупяные культуры, в том числе ячмень и овёс, продукты их переработки в нативном виде (мука, хлопья, крупка, отруби и т.д.) и обработанные различными электрофизическими методами (экструзия, инфракрасное излучение).

При отработке параметров приготовления теста использовали технологии, основанные на применении заквасок (густых, жидких с заваркой и без нее, концентрированных бездрожжевых), а также подкисляющей добавки «Цитрасол» и улучшителя ржаного хлеба.

При разработке ассортимента устанавливали не только оптимальные дозировки новых рецептурных компонентов хлеба, но и технологии их применения.

В исследованиях использовали образцы зерна ржи и пшеницы с содержанием мезофильно аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов
47^. 10² и 3^. 10² КОЕ/г соответственно. После их обработки ИК-лучами (микронизация) в смывах зерна пшеницы роста колоний не наблюдалось, а в смывах из зерна ржи их количество снизилось в 2 раза.

Применение грубодисперсных зерновых продуктов в сухом виде при замесе теста отрицательно сказывается на формировании его структуры и качестве хлебобулочных изделий. Поэтому перед замесом теста нативные и микронизированные зерновые продукты гидратировали в воде или в жидких заквасках. При гидратации зерновых продуктов в воде варьировали гидромодуль (от 1:1 до 2:1), а также степень дисперсности зерна (целое, дробленое, плющеное).

Выявили, что количество воды, взятой для гидратации, не оказывает существенного влияния на набухаемость зерна. Поэтому в дальнейших исследованиях гидратацию зерна проводили при гидромодуле 1:1.

Установлено, что гидратационная способность нативного зерна ржи выше, чем у нативного зерна пшеницы – коэффициент набухаемости через шесть часов равен 1,55 и 1,43 соответственно. Гидратационная способность микронизированного зерна повышается, особенно у пшеницы. Коэффициент набухаемости для микронизированного зерна ржи составляет 1,85, а для пшеницы-2,10. При повышении температуры воды с 26⁰С до 40⁰С коэффициент набухаемости микронизированного зерна ржи и пшеницы повышается на 13,5% и 31%, тогда как у нативного зерна он увеличивается только на 11% и 7% соответственно. Степень дисперсности (целое, дробленое) имеет значение только для гидратации нативного зерна.

Хлеб, приготовленный с использованием зерна (нативного и микронизированного), гидратируемого в заквасках, имеет меньшую влажность по сравнению с хлебом, в котором зерно гидратировалось в воде. При этом хлеб с нативным зерном, гидратированным в воде, не заболевал картофельной болезнью в течение 36 ч, при гидратации в жидкой закваске – в течение 72 ч, а при использовании микронизированного зерна в течение 96 ч и 120 ч соответственно.

Для выявления оптимального количества нативного и микронизированного зерна ржи его дозировку в рецептуре варьировали от 10 до 50% и исследовали влияние на показатели качества теста и хлеба.

Полученные данные свидетельствуют, что при дозировке зерна от 20% до 30% наблюдается ухудшение подъемной силы теста (рисунок 22), удельного объема и сжимаемости мякиша хлеба (рисунок 23), причем в большей степени при использовании микронизированного зерна. Таким образом, оптимальным является содержание зерна в рецептуре хлеба 20-25%.


Рисунок 22 – Изменение подъемной силы теста из муки пшеничной первого сорта от дозировки нативного (1) и микронизированного (2) зерна ржи

Рисунок 23 – Изменение сжимаемости мякиша и удельного объема хлеба формового из муки пшеничной первого сорта от дозировки нативного (1) и микронизированного (2) зерна ржи



Для улучшения показателей качества хлеба с микронизированным зерном рекомендуется при его гидратации использовать неферментированный ржаной солод (3% к массе муки в тесте), а само зерно (22%) вносить в плющеном (хлопья) виде. При этом хлеб имеет улучшенные потребительские свойства, приятный кисло-сладкий вкус, характерный для заварных сортов хлеба, сухой эластичный мякиш.

Для обогащения хлеба с использованием ржаной муки витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами использовали свекольный, морковный, яблочный порошки, а также порошок клубней топинамбура.

Проведены исследования и показана возможность взаимозаменяемости в рецептурах хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки, особенно заварных сортов, традиционного сахаросодержащего сырья – сахара-песка и патоки на высокоосахаренную патоку, ячменно-солодовые экстракты и солодово-сахаристые концентраты.

Разработан ассортимент заварных сортов хлеба, в том числе за счет взаимозаменяемости в их рецептурах разных сортов ржаной муки, в отличии от сортов, вырабатываемых по государственным стандартам с использованием муки ржаной обойной, объемы переработки которой в хлебопечении в 4-5 раз меньше по сравнению с мукой ржаной обдирной.

Для развития ассортимента изделий пониженной влажности разработаны технологии производства сухариков в виде округлых шариков (диаметром 12-15 мм) или других форм, хрустящих хлебцев в виде прямоугольных плиток или пластин (размером 120х60±5,0 мм), отличающихся толщиной и внешним видом изделий, вырабатываемых методом термопластический экструзии, а также сухарей-гренок, которые изготавливают из хлебобулочных изделий (рисунок 24).





Рисунок 24 - Система ассортимента и технологии изделий пониженной влажности с использованием ржаной муки



Технология производства хлебцев хрустящих в виде прямоугольных плоских плиток толщиной 6-7 мм и пластин толщиной 2-3 мм состоит из следующих общих стадий: приготовление теста; формовка теста в виде пласта; разрезание пласта на пластины заданного размера; расстойка пластин, выпечка.

При выработке хлебцев хрустящих в виде плиток (толщина 6-7 мм) после выпечки проводится досушка; нарезка на пластины нужного размера; фасовка и упаковка. А при выработке хлебцев хрустящих в виде пластин (толщина 2-3 мм) после выпечки проводится разделение на два пласта игольчатым валом; пласты выравнивают прижимными валами; нарезают на пластины; сушат; фасуют и упаковывают. Тесто для хлебцев хрустящих готовят на заквасках или подкисляющих добавках.

Технология хлебцев хрустящих в виде плиток и пластин на смеси подкисляющей комплексной «Цитрасол» внедрена на ООО «Кондитерские традиции» пос.Сертолово Ленинградская область.

На новый ассортимент изделий разработана и согласована в установленном порядке техническая документация - технические условия, рецептуры и технологические инструкции, которые включены в «Сборник рецептур и технических инструкций по производству хлеба с использованием ржаной муки» (2000, 2007). Разработанный ассортимент хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки вырабатывается на хлебопекарных предприятиях разной мощности.


3. ВЫВОДЫ

Проведены комплексные исследования и разработаны технологии и ассортимент хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки на заквасках с улучшенными пробиотическими и антагонистическими в отношении споровых бактерий свойствами, позволяющие стабилизировать качество изделий массового и лечебно-профилактического назначения в условиях изменившейся структуры хлебопекарных предприятий и дискретного режима их работы, в т.ч. в зонах экологического неблагополучия, а также направленные на увеличение объемов производства и потребления ржаного хлеба.

1. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден состав новой стартовой композиции микроорганизмов ( в жидком или в сухом виде ) для разводочного цикла заквасок. Показано, что новые штаммы (L.plantarum 52-AН) и виды (L. sanfranciscensis E-36) лактобацилл, селекционированные для стартовой композиции, обладают повышенной антагонистической активностью по отношению к бактериям рода Bacillus, а бифидобактерии –способствуют большему синтезу витаминов в заквасках, 40-60% которых сохраняется в хлебе после выпечки.

Жидкие ржаные закваски с заваркой и без заварки с применением новой композиции микроорганизмов, как в сухом, так и в жидком виде, обладают устойчивыми биотехнологическими свойствами в процессе длительного ведения, а развитие признаков микробной порчи в хлебе, приготовленном с их использованием, задерживается на 2-3 суток в провоцирующих условиях.

Показана возможность использования новой стартовой композиции для разводочного цикла концентрированных молочнокислых заквасок , как ржаных так и пшеничных. Производственные испытания пшеничной КМКЗ на новых стартовых культурах подтвердили обогащение хлебобулочных изделий витаминами и повышение их микробиологической чистоты в процессе хранения.

2. Показана взаимосвязь биотехнологических показателей разных видов (густых, жидких с заваркой и без нее, КМКЗ) ржаных заквасок (кислотность, подъемная сила, вязкость, содержание усвояемых углеводов, пенообразование) и теста (кислотность); продолжительности расстойки тестовых заготовок и показателей качества хлеба (кислотность, пористость, удельный объем, состояние мякиша) с зольностью и автолитической активностью ржаной муки.

Установлено, что пенообразование жидких ржаных заквасок взаимосвязано с автолитической активностью и количеством белка в ржаной муке. Чем выше значения этих показателей, тем интенсивнее пенообразование даже в жидких заквасках без заварки.

Полученные результаты использованы при разработке технологических рекомендаций по переработке ржаной муки с пониженными свойствами и национального стандарта ГОСТ Р 52809-2007 Мука ржаная хлебопекарная.

3. Определены технологические свойства модифицированной ржаной муки путем обработки на вальцевой сушилке, ИК-лучами (микронизация) и в экструдере. Установлено, что в полуфабрикатах, приготовленных из модифицированной (набухающей) муки с введением в качестве осахаривающих компонентов нативной ржаной муки, солода ржаного неферментированного или ферментных препаратов, происходят процессы, связанные с изменением вязкости, содержания редуцирующих сахаров и декстринов, как и в заварках, приготовленных традиционным гидротермическим способом. Полученные результаты послужили экспериментальным обоснованием использования муки набухающей (заварки сухой) взамен традиционной заварки при приготовлении питательных смесей для освежения жидких ржаных и пшеничных заквасок с заваркой и жидких дрожжей, при переработке муки с пониженной ферментативной активностью, для снижения крошковатости мякиша, улучшения цвета корки, замедления процесса черствения, снижения размера усушки хлеба при хранении.

4. Разработана технология заварных сортов хлеба для условий дискретного производства на хлебозаводах и минипекарнях, в основу которой положено применение сухих заварок - муки набухающей или заварки сухой ржаной комплексной в сочетании с традиционными ржаными заквасками или подкисляющей добавкой.

5. В результате анализа используемых в промышленности технологий заварных сортов хлеба проведена их классификация и сформулированы принципы и подходы к разработке способа приготовления теста на комплексной закваске. Применение в качестве питательной смеси при освежении комплексной закваски традиционной или сухой заварки взаимосвязано с количеством заварки, вносимой при замесе теста (25-35% мукой), что позволяет увеличить сроки сохранения свежести, улучшить другие потребительские свойства хлеба (вкус, запах). Использование в разводочном цикле новой стартовой композиции, содержащей лактобациллы, дрожжи и бифидобактерии, повышает пищевую ценность и устойчивость против микробной порчи при хранении заварных сортов хлеба, выработанных на комплексной закваске.

6. Разработана комплексная технология с длительными сроками хранения хлеба с использованием ржаной муки, сочетающая применение заквасок с повышенной антагонистической активностью в отношении бактерий рода Bacillus и обработку ионизирующим излучением изделий, упакованных в полипропилен с барьерными свойствами. Экспериментально показано, что полипропилен с барьерными свойствами увеличивает на 30 суток срок хранения хлеба дарницкого без признаков микробной порчи по сравнению с обычным полипропиленом. При облучении дозой в 3 кГр и 6 кГр наблюдается бактериостатический эффект, позволяющий увеличить срок хранения до 3 и 5 месяцев соответственно, а при 10 кГр – бактерицидный с увеличением сроков хранения до 8 месяцев.

Оптимизированы параметры технологии хлеба с использованием ржаной муки, в том числе заварных сортов для длительного хранения на основе замороженных тестовых заготовок и хлеба. Установлено количество закваски, дозировка и вид прессованных дрожжей, условия замораживания и размораживания, вид солода в рецептуре заварных сортов хлеба, влияние добавок на качество хлеба из замороженных тестовых заготовок.

Выявлено, что при замораживании тестовых заготовок такие органолептические показатели качества хлеба как липкость, эластичность и заминаемость мякиша, зависят от вида солода (ферментированный или неферментированный) в рецептуре заварных сортов хлеба и характеризуются содержанием декстринов, количество которых после 35 суток хранения при минус 18⁰С в тестовых заготовках с неферментированным солодом увеличивается на 70% и только на 30% - с ферментированным солодом.

Показано, что аминокислотный состав незамороженного и замороженного и хранившегося при минус 18⁰С в течение 6 месяцев заварного хлеба отличается незначительно.

7. Разработаны технологии безглютенового хлеба на заквасках, повышающих пищевую ценность, улучшающих показатели микробиологической безопасности и потребительские свойства продукции.

Установлено, что применение безглютеновых заквасок, приготовленных на композиции лактобацилл и бифидобактерий в сочетании с дрожжами и без дрожжей, повышает микробиологическую чистоту и позволяет увеличить сроки хранения хлеба до 5 суток.

Впервые проведены исследования и показана возможность использования ржаных заквасок для приготовления безглютенового хлеба. Методом иммуноферментативного анализа выявлено, что в процессе заквашивания осахаренной заварки содержание глютена (по секалину) снижается в 3,5-4 раза, а его содержание в безглютеновом рисовом хлебе составляет около 100 мг/кг (0,01%) при использовании для замеса теста 15% ржаной обдирной муки в виде закваски – КМКЗ, термофильной или густой, что соответстветствует международным продовольственным стандартам, регламентирующим качество продуктов питания, в т.ч. для больных целиакией.

8. Разработаны ассортимент и технологии хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки массового и лечебно-профилактического назначения.

Для улучшения потребительских и усиления функциональных свойств в рецептурах хлебобулочных изделий предложено использовать продукты переработки (мука, хлопья, крупка, отруби) основных злаковых и крупяных культур в нативном виде и обработанные различными электрофизическими методами (экструзия, инфракрасное излучение).

Показана возможность гидратации грубодисперсионных зерновых продуктов в воде при гидромодуле 1:1 и жидких (влажностью от 70 до 85%) заквасках, что не только улучшает формирование структуры теста, но и повышает микробиологическую чистоту хлебобулочных изделий.

Разработаны рецептуры заварных сортов хлеба с взаимозаменяемостью разных сортов ржаной муки, направленные на рациональное и эффективное использование ее ассортимента и объемов производства в различных регионах РФ.

9. Технологии и ассортимент хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки, в том числе длительного хранения, лечебного и профилактического назначения, разработанные при выполнении настоящих исследований, апробированы и внедрены на хлебопекарных предприятиях РФ, Украины, Белоруссии, Литвы.

Расчетная экономическая эффективность составляет:

- 660,9 тыс. руб./год при внедрении разработанной стартовой композиции

на 100 хлебопекарных предприятиях;

- 4500 тыс.руб./год по отрасли за счет стабилизации качества хлеба при внедрении рекомендаций по переработке ржаной муки с пониженными хлебопекарными свойствами;

- 9750 тыс.руб./год по отрасли при выработке 50% общего объема производства заварных сортов хлеба на сухой заварке;

- 2099,5 тыс.руб./год при внедрении технологии длительного хранения на основе замороженных тестовых заготовок и хлеба на 5 хлебопекарных предприятиях;

- 18900 тыс.руб./год по Санкт-Петербургу за счет 50% импортозамещения безглютенового хлеба.