Теоретические и практические аспекты использования тритикале в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.01, доктор сельскохозяйственных наук Тертычная, Татьяна Николаевна

• Тертычная, Татьяна Николаевна
• доктор сельскохозяйственных наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Тертычная, Татьяна Николаевна

Введение.

Глава I. ЗНАЧЕНИЕ ТРИТИКАЛЕ ДЛЯ НАРОДНОЮ ХОЗЯЙСТВА РФ.

1.1. История возникновения культуры тритикале.

1.2 Ботанические особенности тритикале. Хдаяйствешт-биологические характеристики современных сортов тритикале.

1.3. Химический состав зерна и муки тритикале.

1.4. Анализ современного состояния теории, техники и технологии сушки зерна.

1.5. Мукомольные свойства зерна тритикале. Режимы гидротермической обработки зерна.

1.6. Хлебопекарные свойства тритикале.

1.7 Применение тритикале в пищевой промышленности.

1.8 Современная концепция функциональных продуктов питания.

Глава II. ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Характеристика исследуемых сортов зерна тритикале.

2.2 Методика и техника лабораторных исследований ^ оценки качества зерна,.

2.3 Схема проведения исследований.

2.4 Сырье, применявшееся в работе.

2.5 Методы исследования свойств сырья.

2.6 Метод определения амшюлитнческой активности муки по числу падения.

2.7 Метод определения амшголигической активности муки на амилографе Брабецдера.

2.8 Методика определения амилшштнческой и прогеолитической активности фотокодириметрическим методом.

2.9 Определение аминокислотного состава с помощью жидкостного хроматографа «BREEZE» фирмы Woters.

2.10 Определение а\шнокпсиотнош скора и биологической ценности изделий.

2.11 Методика приготовления геста, выпечка и анализ качества полуфабрикатов и хлебобулочных изделий.

2.12 Методика приготовления теста, выпечка мучных кондитерских изделий и их анализ.

2.13 Статистическая обработка результатов.

Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЗЕРНА И МУКИ ТРИТИКАЛЕ. ПРИМЕНЕНИЕ ТРИТИКАЛЕ В ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ ЗЕРНА И ПРИГОТОВЛЕНИИ ЗАКВАСКИ.

3.1 Мукомольные свойства тритикале, аминокислотный состав зерна.

3.2 Определение показателей безопасности зерна тритикале.

3.3 Хлебопекарные свойства тригакапевой муки.

3.4 Изучение особенностей белково-протеиназного иуглеводно-амилазного комплексов тритикалевой муки с обогатителями.

3.5 Показатели безопасности тритикалевой муки.

3.6 Применение методов термического анализа для исследования тритикалевой муки.

3.7 Экслерттетальночггатистическое исследование процесса сушки зерна в барабанной сушилке.

3.8 Исследование влияния муки тритикале и гидролизованного пюре топинамбура на биотехнологические процессы в жидкой закваске.

Глава IV. РАЗРАБОТКА НОВЫХ СОРТОВ ХЛЕБА ПОВЫШЕННОЙ

ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ НА ОСНОВЕ ТРИТИКАЛЕ.

4.1 Выбор рецептуры и технологических параметров приготовления хлеба с использованием тритикалевой муки.

4.2. Исследование процессов, происходящих при созревании теста.

4.3. Оптимизация рецепту ры хлеба улучшенной биологической ценности.

4.4 Разработка способа производства хлеба диетического с пищевыми волокнами.

4.5 Исследование усвояемости тритикалевого хлеба методом in vitro.

4.6 Способ получения ферментированных хлопьев амаранта. Исследование процесса брожения теста с полуфабрикатами из амаранта.

4.7 Оптимизация рецептуры хлеба диетического «Амарантовый».

4.8 Исследование влияния Б АД «Свекла» на структурно-механические свойства теста и качество тритикалевого хлеба.

4.9 Применение свекловичного пектина в рецептурах хлеба.

Глава V. ПРИМЕНЕНИЕ ТРИТИКАЛЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ МУЧНЫХ

КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ.

5.1 Математическое моделирование рецептуры кексов высокой пищевой ценности.

5.2 Соевые проростки в рецептурах печенья.

5.2.1 Влияние дозировки тритикалевой муки на качество печенья.

5.2.2 Оптимизация рецептуры сдобного печенья повышенной биологической ценности.

5.2.3. Изучение свойств печенья в процессе хранения.

5.3 Применение тритикалевой муки в технологии бисквита.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические и практические аспекты использования тритикале в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности»

Актуальность работы. Зерновое производство Российской Федерации традиционно является основой всего продовольственного комплекса. Наметившаяся в последние годы положительная динамика по сбору урожая зерновых позволяет ежегодно увеличивать объемы поставок зерна отечественному производителю, а также наращивать его экспорт. Если в 1998 г. валовой сбор зерна составил 47,9 млн. т, то в 2004 г. — более 70 млн. т.

Тритикале — первая искусственно созданная зерновая культура, полученная скрещиванием ржи и пшешщы, обладающая рядом положительных биологических и хозяйственных признаков. Тритикале совмещает полноценность белков первой культуры с хлебопекарными свойствами второй, имеющей хорошо сбалансированный аминокислотный состав.

Широкое и быстрое распространение тритикале по всему миру произошло благодаря высокой урожайности, неприхотливости в возделывании (устойчивость к болезням и полеганию, высокая зююстойкость и засухоустойчивость), несколько повышенному по сравнению с пшеницей содержанию лизина и универсальности в использовании.

Возделывание озимой тритикале в ЦЧР более экономично, чем озимой пшеницы, в отношении затрат энергии и ресурсов при размещении по занятым парам, зернобобовым на легких подкисленных почвах. Расширение посевов сортов тритикале Тальва J00. Привада, Доктрина 110, Разгар, Рондо и других на легких подкисленных почвах ЦЧР (до 10 % озимого клина) будет способствовать стабилизации сборов зерна и улучшению его диверсификации на продовольственные и кормовые цели.

Проблеме селекции п возделывания тритикале посвящены- многочисленные исследования А.И. I "рабовца, В.П. Ермоленко, Н.И. Соколенко, А.М. Медведева, AJB. Крохмаль, В.Б. Тимофеева, В.Я. Ковтуненко, HJML Комарова, А.Ф. Мережко, Г.В. Щипак. В.Е. Шевченко, C.B. Гончарова, I LT. Павлюк, В.Н. Горбунова, Н.С. Орловой, H Л. Лещенко, Л.И. Егорова, ЛЛС Сечняк и др.

С учетом перспективных направлений использования в хлебопекарной, кондитерской. шмбитрмовой промышленности тритикале может занять достойное место среди основных зерновых культур, возделываемых в ЦЧР РФ.

Тритикале в мире год от года занимает все большие площади. Если в 2000 г. по данным ITA (International Triticale Assosiation) эту культуру высевали на 1,2 млн. та, то в 2002 г. ее площадь превысила Зр млн. га (Польша — 840 тыс. га, Китай — 550, Германия — 537, Австралия — 400, Беларусь — 235, Франция — 230, Венгрия — 119, Канада — 100, другие страны, включая Россию, — 264 тыс. га). Тритикале возделывается более чем в 35 странах мира. Максимальная урожайность культуры в условиях Болгарии составила 11,6 т/га, Италии — 11,0, Ирландии — 10,7, Германии — 9,2, Польши — 8,5, Беларуси —10,6 т/га.

В 2004 г. Беларусь вышла на третье место в мире по производству тритикале, уступая Польше и Германии. Намолочено около 1 млн. т этой зерновой культуры. 415 тыс. га, или 92 % посевных площадей занимают перспективные сорта белорусской селекции.

Как отмечено в Отделении аграрных наук Беларуси, тритикале хорошо приспособлена к климатическим условиям республики, имеют стабильную урожайность, превышающую на 5-7 ц/га урожайность пшеницы. Себестоимость 1 ц тритикале на 5-6 % шоке, чем в среднем по зерновым культурам, а рентабельность—на 10 % выше.

В Польше 22% производимого зерна используется в хлебопекарной промышленности, 3 — в комбикормовой, 3 — в перерабатывающей (Е. Arseniuk, Т. Oleksiak, 2002).

В результате формирования цивилизованных рыночных отношений в зерновой отрасли возникла острая потребность в своевременном получении заинтересованными участниками хозяйственной деятельности полноценной информации о качестве и технологических свойствах конкретных партий зерна, о возможностях его переработки в высококачественные и конкурентоспособные продукты питания с наименьшими экономическими затратами и издержками на их производство.

Это в значительной степени отразилось на необходимости модернизации и перевооружении предприятий по производству, хранению и переработке зерна, совершенствовании рыночной инфраструктуры и маркетингового обеспечения. Применение современных технологий, машин и зернопере-рабатывающего оборудования, внедрение на практике оперативного мониторинга показателей качества зерновых культур, создания эффективной системы информационного обеспечения, анализа состояния производства и управления качеством — вот тот далеко не полный круг задач, который в настоящее время стоят перед специалистами зерноперерабатывающей отрасли [195].

Обеспеченность сырьем многих отраслей пищевой промышленности, в частности мукомольной, хлебопекарной, крупяной и комбикормовой, зависит от количества и качества зерна. В этой связи элеваторное хозяйство должно в короткие сроки осуществлять прием и поточную послеуборочную обработку зерна и обеспечивать его полную сохранность.

Большая часть заготовляемого зерна поступает с полей, как правило, с повышенной влажностью и его сохранность зависит от работы зерносушильного оборудования. Поэтому сушка, как важнейшее звено поточных комплексно-механизированных линий приема и послеуборочной обработки зерна, способствует поддержанию технологических свойств зерна на стабильном уровне, обеспечивающем длительную сохранность зерна без снижения его качества с точки зрения дальнейшей переработки в хлебопекарную муку.

A.B. Лыков, A.C. Гинзбург, Б.М. Смольскнй. ИТ. Кретов, С.Т. Анги-пов, В.Я. Валуйский, Б.И. Леончик, Ю.А. Михайлов, Р.И. Шаззо, В.М. Шля-ховецкип, В.И. Жидко, HJB. Остапчук, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов и др. ученые изучали теоретические основы тепломассообмена процесса сушки зерна и его машинно-аппаратурного оформления.

Рост площадей тритикале вызван более высокими адаптивными возможностями новой культуры, в геноме которой объединены многоцветко-вость пшеницы и высокий потенциал экологической пластичности ржи. В 2000 г. на Дону после заморозка (-9 -11°С) в начале мая наиболее устойчивые сорта пшеницы и ржи сформировали урожай 2,7-4,0 т/га зерна, тритикале —

6,5-8,0 т/га. Эта культура в силу своей неприхотливости стоит ближе к истоках! биологического земледелия. Подавляющее число возделываемых сортов не требуют фунгшщдной обработки. В результате получается экологически чистая продукция (зерно, мука, хлеб, зеленая масса). За этим следует целая цепочка положительных сдвигов в агроэкологии.

Помимо рассмотренных аспектов, открываются перспективы получения более здоровой пищи, приготовляемой из зерна тритикале. Продукты питания — важнейший источник жизненной энергии человека, основа становления и поддержания его физического состояния, один из важнейших факторов его интеллектуальной деятельности. В то же время пшца может быть источником и носителем большого числа потенциально опасных контами-нантов химической и биологической природы. Поэтому в последние годы огромные усилия прилагаются к тому; чтобы вернуть пище ее полезность для здоровья и натуральность.

С учетом перспективных направлений повышения пищевой ценности продукции в хлебопекарной, кондитерской и комбикормовой отрасли промышленности тритикале наряду с традиционным11 зерновыми культурами может участвовать в решении продовольственной проблемы Российской Федерации.

Одним из важных факторов, определяющим здоровье нации, является характер питания. Последние годы характеризуются существенным ухудшением состояния здоровья населения: увеличением общей заболеваемости, снижением средней продолжительности жизни и т.д. Определенное значение имеет отсутствие у населения современных знаний в области здорового питания.

Анализ рациона питания показывает заметный дефицит полезных белков, жиров, витаминов, .минеральных веществ.

Важнейший аспект мировой продовольственной проблемы — это бел ко-во-энергегическая недостаточность. В этой связи фундаментальные и прикладные исследования необходимо проводить в направлении малоотходной, комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и созданию качественно новых пищевых продуктов, которые бы отвечали современным требованиям науки о питании. Также они должны содержать достаточное количество пищевых волокон, витаминов, минеральных компонентов и могли быть отнесены к «продуктам здоровья XXI века» [38]. Наряду с нарушением полноценного, рационального питания населения, что естественно сказывается на здоровье, достаточно остро стоит проблема качества и безопасности пищи.

Значительный теоретический и практический вклад в разработку научных основ в создании хлебобулочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения, в том числе на основе тритикале, внесли такие отечественные ученые, как Л.Я. Ауэрман, А.А. Покровский, В.А. Тутель-ян, Н.11. Козьмина, II.Н. Казанская, ЛЛ Пучкова, Р.Д Поландова, В.В. Щер-батенко, Т.Б. Цыганова, В.И. Дробот, Р.К. Еркинбаева, Г.О. Магомедов, С.Я. Корячкина, Л.П. Пащенко, Л.Н. Шатнюк, ИВ. Матвеева, Г.Г. Дуб до в и др.

Диссертационная работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы кафедры технологий хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственной продукции ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки» — Раздел 5. «Совершенствование производства, техники и технологии хранения и пе-ререработкн продукции растениеводства» г.р. 01.200.1 003983), подраздел 5.1. «Совершенствование производства и технологии хранения и переработки растениеводческой продукции» (5.1.5. «Биотехнология пищевых продуктов с использованием нетрадиционного сырья») и гранта Российского Гуманитарного научного фонда «Технико-экономическое обоснование новых технологий хлеба и мучных кондитерских изделий на основе районированных и перспективных для ЦЧР сортов тритикале» (проект № 07-02-00368а).

Цель диссертационной работы: научное и практическое обоснование комплексного использования зерна тритикале в технологии муки, хлеба, мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценносги.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1) изучить мукомольные свойства зерна и хлебопекарные свойства муки тритикале;

2) исследовать углеводно-амилазный и белково-протеиназный комплекс тритикалевой муки с внесением обогатителей;

3) определить показатели безопасности зерна и муки тритикале;

4) исследовать процесс дегидратации тритикалевой муки;

5) изучить процесс сушки зерна тритикале в барабанной сушилке;

6) оценить влияние тритикалевой муки на биотехнологические процессы в жидкой закваске;

7) разработать оптимальные рецептуры хлеба, мучных кондитерских изделий на основе тритикалевой муки и различных обогатителей;

8) определить химический состав, исследовать реологические свойства полуфабрикатов, физико-химические и сгрукгурно-механические показатели готовой продукции;

9) разработать нормативную документацию на новые виды продуктов питания;

10) провести опытно-промышленную апробацию и внедрение основных результатов исследования;

11) дать экономическое обоснование производства продуктов питания с использованием тритикалевой муки.

Научная концепция — разработка научно-практических аспектов создания новых продуктов питания функционального назначения с использованием тритикале, проектирования новых рецептур хлебобулочных и мучных кондитерских изделий на основе анализа био- и физико-химических закономерностей процессов брожения теста, исследования его реологических и адгезионных свойств, статистического моделирования оптимальных дозировок рецептурных компонентов, разработка эффективных технологий, обеспечивакмцих высокое качество готовой продукции.

Научная новизна.

Исследованы технологические характеристики 12 районированных сортов и 1 линии тритикале. Разработаны и утверждены в установленном порядке технические условия ТУ 9293-001-00492894-2002. Мука тритикалевая хлебопекарная. Технические условия. Установлены особенности белково-протеиназного и углеводно-амшшзного комплексов тритикалевой муки с обогатителями в виде муки го цельносмолотош швкоалкалоидного зерна люпина и нута. Определены показатели безопасности зерна и муки тритикале.

Произведена оценка механизма и кинетических параметров процесса удаления воды из образцов тритикалевой муки. Впервые описаны кинетические уравнения для каждой из пяти ступеней процесса дегидратации.

Проведена оптимизация процесса сушки зерна тритикале в экспериментальной барабанной сушилке с профильной канальной насадкой. Найдены оптимальные режимы сушки тритикале.

Развиты научные и методологические основы технологии функциональных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий на основе тритикалевой муки и различных обогатителей.

С учетом требований нутрициологии обоснована целесообразность внесения в рецептурный состав хлеба наиболее содержательных по функциональным составляющим ингредиентов. К ним отнесены хлопья на основе тритикале, ферментированные хлопья амаранта, соевая дезодорированная, мука, пектин из сахарной свеклы, очищенный №-ЭДТЛ, биологически активная добавка «Свекла», мука нз цельносмолотош зерна люпина, мука из соевых проростков.

Разработан способ производства хлеба диетического с добавлением зерновых хлопьев тритикале. Проведен подбор оптимальных параметров обработки хлопьев раствором ферментного препарата глюкоаваморин Г10х.

Разработан способ получения ферментированных хлопьев амаранта. Оптимизирована рецептура хлеба Установлена взаимосвязь между изменением физических свойств теста и массовой доли глутатиона в нем.

Предложена технология производства новой полифункциональной биологически активпой добавки (БАД) «Свекла» из высушенного гадролизо-ванного свекольного пюре. Исследовано влияние БАД на предварительную активацию прессованных дрожжей. Выявлено положительное влияние новой биологичесЕЭТ активной добавки на хлебопекарные свойства трнтикалевой муки, структурно-механические свойства теста и качество хлеба, а также на потребительские свойства хлеба, сроки сохранения свежести. Исследовано влияние высококачественного свекловичного пектина на качество хлеба на основе муки трнтикалевой обдирной и муки пшеничной 1-го сорта.

Оптимизирована рецептура кекса с добавлением муки из цельносмоло-того зерна люпина и кураги. Предложена рецептура печенья на основе трнтикалевой, овсяной муки и муки из соевых проростков. Исследованы адгезионные свойства сдобного теста, показатели качества печенья в процессе хранения. Методом математического моделирования спроектирована рецептура бисквита повышенной пищевой ценности.

Научная разработка «Тритикале. Интенсификация зернового производства» была отмечена благодарностью Администрации Воронежской области (постановление администрации области А*» 1077 от 17 декабря 2002 г.).

Практическая значимость работы: выявлены сорта тритикале, обеспечивающие наилучшие хлебопекарные свойства трнтикалевой муки; установлены оптимальные режимы сушки зерна тритикале в барабанной зерносушилке; разработаны рецептуры и технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с применением тршпкалевой хлебопекарной муки, позволяющие повысить пищевую и биологическую ценность продукции, улучшить показатели ее качества, расширить ассортимент изделий лечебно-профилактического действия.

Разработан и утвержден в установленном порядке пакет нормативной документации на следующие виды продукции:

- хлеб Степной (РЦ Ш, ТУ 9113-002-00492894-2004);

- хлеб Воскресеновский (РЦ, ТИ, ТУ 9113-003-00492894-2009);

- хлеб Зареченский - (РЦ, ТИ, ТУ 9113-004-00492894-2009);

- хлеб «Амарантовый» - (РЦ ТИ, ТУ 9113-005-0049894-2009)

- хлеб Таловский Свекольный (РЦ ТИ, ТУ 9113-006-00492894-2009);

- хлеб Таловский с пектином (РЦ ТИ, ТУ 9113-001-00668591-2004);

- кекс «С курагой» (РЦ ТИ, ТУ 9113-007-00492894-2009);

- печенье «Полезное» (РЦ ТИ, ТУ 9113-008-00492894-2009);

- бисквит «Новый» (РЦ ТИ 9113-009-00492894-2010, ОСТ 10-060-95) (приложение А).

Реализация результатов работы:

- разработан способ прошводствазернового хлеба (патент РФ № 2167529);

- разработан способ производства хлеба с ферментированными хлопьями амаранта (патент РФ № 2305941).

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных рецептур и технологий обогащенных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий подтверждена их промышленной апробацией.

Проведены пробные выпечки хлеба Воскресеновского, хлеба Заре-ченского, хлеба «Амарантового» в условиях ООО «Эко-хлеб» г. Воронежа (акты производственных испытаний от 30.06.2009 г.).

Хлеб Степной, хлеб Таловский с пектином, хлеб Таловский Свекольный, кекс «С курагой», печенье «Полезное» апробированы на ОАО «Хлебозавод №7» г. Воронежа (акты производственных испытаний от 14.07.2009 г.).

Мука тритикалевая хлебопекарная по разработанным ТУ 9293-00100492894-2002, хлеб Степной (ТУ 9113-002-00492894-2004) вырабатываются на таких предприятиях Российской Федерации, как ОАО «Приморский» с. Семибалкн Азовского района Ростовской области, ОАО «Казаньзернопро-дукт» г. Казань, ОАО «Риат-Энерго» г. Иваново.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на многочисленных конференциях: Российской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы ресурсосберегающих и природоохранных технологий и оборудования для переработки и хранения с.-х. сырья» (г. Краснодар, 1993 г.); конференции «Биосинтез ферментов микроорганизмами», (г. Москва, 1993 г.); международной научной конференции «Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности» (г. Краснодар, 1994 г.); первом международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования» (г. Пущино. 1995 г.); Всеукр. науково-технической конференции «Розробка та впровадження прогресивних технологий та облад-нання у харчову та переробну промисловгсть» (г. Киев, 1995 г.); IV международном симпозиуме «Экология человека: пищевые технологии и продукты» (г. Москва-Видное, 1995 г.); межрегиональной научно-практической конференции «Пищевая промышленность 2000» (г. Казань, 1996 г.); Всероссийской конференции «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 1996 г.); международной научно-практической конференции «Энергоресурсосберегающие технологии переработки с.-х. сырья» (г. Минск, 1996 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Физико-химические основы пищевых и химических производств» (г. Воронеж, 1996 г.); международной научно-практи-ческой конференции «Научно-технический прогресс в бродильных производствах» (г. Воронеж, 1997 г.); международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (г. Воронеж, 1997 г.); международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 1998 г.); семинаре «Инженерное оборудование и прогрессивные технологии при хранении и переработке с.-х.-ной продукции» (г. Орел, 1998 г.); второй межрегиональной научно-практической конференции «Пищевая промышлениость-2000» (г. Казань, 1998 г.); межрегиональной научной конференции «Продовольственная безопасность России. Качество продуктов пи-тання-99» (г. Воронеж, 1999 г.); ПТ Международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и нуги их решения» (г. Белгород, 1999 г.); III Международ-нон научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (г. Пенза, 2000 г.); третьей Международной нау чно-пракш-ческой конференции «Продовольственный рынок и проблемы здорового питают» (г. Орел, 2000 г.); 40-й научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета, посвященной 50-летню Пензенской государственной с.-х.-ной академии и 200-летию Пензенской губернии (г. Пенза, 2001 г.); международной конференции «Функциональные продукты питания» (г. Краснодар, 2001 г.); межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (г. Казань, 2002 г.); Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки в начале XXI века» (г. Воронеж, 2003 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию ВГАУ им. К. Д. Глинки и 10-летию технологического факультета ВГАУ «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки с.-х. продукции» (г. Воронеж., 2003 г.); международной научно-практической конференции «Современные тенденции развития агропромышленного комплекса» (пос. Персиановский, 2006 г.); научно-практи-ческой конференции, посвященной 100-летию со дня рождения проф. ТЛС. Гапоненкова «Российский пектин: история — настоящее — перспективы» (г. Воронеж, 2006 г.); международной научно-практической конференции «Современные проблемы технологии производства, хранения, переработки и экспертизы качества с.-х. продукции» (г. Мичуринск-наукоград, 2007 г.); международной научно-практической конференции «Инновационный путь развития АПК — магистральное направление научных исследований для сельского хозяйства» (пос. Персиановский, 2007 г.); VII научно-практической конференции «Совершенствование техники, технологии и методов управления на предприятиях пищевой и перерабатывающей про-мьппленности» (г. Воронеж, 2007 г.); международной конференции, посвященной 95-летию Воронежского государственного аграрного университета «Мировой опыт и перспективы развития сельского хозяйства» (г. Воронеж, 2008 г.); международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию Ульяновской ГСХА «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» (г. Ульяновск, 2008 г.); II международной научно-практической конференции «Безопасность и качество товаров» (г. Саратов, 2008 г.); научно-практической конференции, посвященной 15-летию технологического факультета ВГАУ «Актуальные проблемы развития технологии производства продуктов питания» (г. Воронеж, 2008 г.); международной научно-практической конференции, посвященной памяти проф. А.Ф. Блинохватова «Образование, наука, практика: инновационный аспект» (г. Пенза, 2008 г); II международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (г. Саратов, 2008 г.); 2-й Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 65-летию Южно-Уральского государственного университета «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2008 г.); III Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке» (г. Саратов, 2009 г.).

Разработки экспонировались на межрегиональных научно-технических выставках, были отмечены дипломами и медалями (приложение В).

Научные наложения, выносимые на защиту

1. Результат исследований хлебопекарных свойств тришкалевой муки из зерна разных сортов.

2. Математическая модель сушки зерна тритикале в барабанной сушилке.

3. Новый способ приготовления жидкой закваски.

4. Новые способы производства хлеба функционального назначения.

5. Новые рецептуры мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности.

6. Экономическая оценка новых рецептур хлеба, кекса, печенья, бисквита

Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ, в том числе монография, 36 статей в ведущих реферируемых изданиях, 23 тезисов докладов, 22 статьи, 2 патента РФ, 3 технических условия, 2 изменения к техническим условиям.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части из 4 глав, списка использованной литературы, приложений. Список использованной литературы включает 436 источников российских и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 341 страницах основного текста, включает 87 рисунков и 109 таблиц. Приложения содержат нормативную документацию на новые хлебобулочные и мучные кондитерские изделия, акты производственных испытаний и проверок, патенты, дипломы выставок, матрицы планирования экспериментов.

Заключение диссертации по теме «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства», Тертычная, Татьяна Николаевна

выводы

1. Исследованы хлебопекарные свойства 12 сортов и одной линии тритикале. Наиболее выполненное имеют сорта Тальва 100, Водолей, Доктрина-110, Идея. Наилучшей нату рой зерна, более 750 г/л, обладают Тальва 100, Доктрина-1 10, Идея, Водолей Наибольшее количество белка в зерне изучаемых сортов тритикале отмечено у Привады, ТЙ-17, Каприз, Доктрины-110, Патриота Наибольшим количеством незаменимых аминокислот в расчете на 100 г абсолютно СВ обладают сорта ТИ-17, Доктрина-110, Каприз, Водолей.

По совокупности хлебопекарных свойств наилучшими свойствами обладает мука следующих сортов тритикале: Укро, Доктрина-110, Привада, Тальва 100, Патриот и Каприз. Утверждены технические условия ТУ 9293-00100492894-2002. Мука тритикалевая хлебопекарная.

2. Изучение угдеводно-амилазного и белково-прorenпазного комплексов тритикалевой муки с обогатителями в виде цельносмолотой люпиновой и путовой муки показало необходимость внесения в тесто соответственно 7-10 % и 7 % к общей массе муки в тесто.

3. Определены кинетические параметры процесса дегидратации муки, позволяющие выделить пять ступеней процесса: I — температура 40-65 °С; II - 65 - 85 °С; Ш - 85 - 100 °С; IV -100 - 120 °С; V -120 - 140 °С. Определены два Tima взаимодействий в структуре влаги, насыщающей муку: 1) «свободные» молекулы воды, образующие диполь-дипольные водородные связи по типу «вода-вода»; 2) «связанные» молекулы воды, вступающие в ион-дипольные взаимодействия с центрами гидратации.

4. Установлены оптимальные режимы сушки зерна тритикале в барабанной сушилке с профильной канальной насадкой: скорость движения воздуха на входе в барабан—2,7-3,2 м/с: температура воздуха на входе в барабан — 135-142 °С; степень заполнения барабана — 0,24-0,3; начальная влажность тритикале —19-22 %; продолжительность сушки — 40-50 мин.

5. Наилучшие показатели качества жидкой закваски на основе тритикалевой муки достигаются при внесении 10,0-15,0 % гидролизованного пюре топинамбура. Содержание усвояемых Сахаров в питательной смеси составляет 8,1-9,0 % и гарантирует условия для интенсивной жизнедеятельности дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий при сохранении симбиотиче-ских отношений между ними

6. Оптимизирована рецептура хлеба массового назначения на основе тригикалевой муки (хлеб Степной-РЦ, Ш, ТУ 9113-002-00492894-2004). По результатам реализации симплекс-решетчатого планирования выбраны следующие варианты внесения мучных компонентов в рецептуру хлеба Воскресе-новского (РЦ, ТИ, ТУ 9113-003-00492894-2009): мука тришкалевая50-59 %; мука пшеничная 1-го сорта—35-48 %; мука соевая дезодорированная—2-8 %.

7. Разработан способ производства хлеба диетического с хлопьями тритикале (хлеб Зареченскни - РЦ, ТИ, ТУ 9113-004-00492894-2009). Перед плющением зерно на I этапе замачивают в воде с препаратом глгокоамилазы (дозировка 1,5-2 ед. ГлА/г крахмала) при температу ре смеси 60-65 °С в течение 20-30 мин для повышения усвояемости хлеба и на П этапе — 40-50 мин. Хлеб обогащается пищевыми волокнами, витаминами, .минеральными веществами (патент РФ № 2167529). Предлагается способ получения хлеба с ферментированными хлопьями амаранта. Оптимальная дозировка ферментированных амарантовых хлопьев — 8-10 % к общей массе муки; дозировка дрожжей — 0,45-0,7% к массе муки: время брожения теста — 90-110 мин. Хлеб «Амарантовый» (патент РФ № 2305941, РЦ, ТИ, ТУ 9113-005-0049894-2009) содержит 12,1 % белков, большее, чем в контроле, количество пищевых волокон, калия, кальция, магния, фосфора, железа, натрия. Содержание лизина увеличивается в 1,85 раза.

8. Получена новая иолифункщшнальная добавка «Свекла», содержащая в своем составе витшшны С, Е, (5-карошн, пищевые волокна, макро- и микроэлементы, в т.ч. железо и селен. Внесение 1-4 % БАД «Свекла» в тесто позволяет сократить продолжительность активации прессованных дрожжей до 1 ч. Удельный объем возрастает на 12,4-14,6 %, формоустойчивость — на 17,6 % (хлеб

Таловский Свекольный — РЦ, ТИ, ТУ 9113-006-00492894-2009). Оптимальная дозировка свекловичного пектина (хлеб Таловский с пектином — РЦ, ТИ, ТУ 9113-001-00668591-2004) составляет 0,1 % к массе муки в тесте. Удельный объем возрастает на 19,0 % по сравнению с контролем.

9. Оптимизирована рецептура кекса лечебно-ирофшактического назначения: при 80 %-ном содержании тритпкалевой муки: дозировка маргарина составляет 57,4-68,2 %: дозировка меланжа—52-62 %; сахара-песка 55 %; кураги

20 %; дозировка муки из целыюсмолотого зерна люпина — 10 % (кекс «С курагой» - РЦ ТИ, ТУ 9113-007-00492894-2009). По содержанию белка образцы кексов (12,62-13,01 %) значительно превосходят контроль — кекс «Столичный» (8,05 %). Биологическая ценность увеличивается на 18,0-25,2%.

10. Разработана рецептура печенья «Полезное» (РЦ ТИ, ТУ 9113-00800492894-2009). Выявлены оптимальные соотношения мучных компонентов: мука тритикалевая — 39,0-50,6 %; пшеничная 1-го сорта — 20,0-26,4 %; мука из соевых проростков — 5,8-13 %, овсяная мука — 25,0 %. По содержанию белковых веществ исследуемые образцы (9.51-10,68 %) превосходят контроль — печенье «Овсяночка» (6,95 %). Печенье «Полезное» содержит повышенное количество пищевых волокон, калия, кальция, магния, фосфора, железа

11. Годовой экономический эффект от внедрения инновационных технологий составит: для хлеба Степного (выработка 3300 т/год)—485,1 тыс. руб., Воскресеновского (990т/год)— 588,06 тыс. руб., хлебаЗареченского (660 т/год)

40,92 тыс. руб., Таловского Свекольного (990 т/год) — 232,65 тыс. руб., Та-ловского с пектином (990 т/год) — 86,13 тыс. руб., кекса «С курагой» (165 т/год)

1903,61 тыс. руб., печенья «Полезное» (165 т/шд)— 1270,05 тыс. руб., бисквита «Новый» (99 т/год) — 116,82 тыс. руб.

ПРЕД ЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На мукомольных предприятиях перерабатывать зерно трип шале в хлебопекарную муку согласно ТУ 9293-001-00492894-2002 по схемам ржаного помола На хлебопекарных предпршпшх предусматривать тарное хранение муки в течение 30 суг.

При сушке зерна тритикале в барабанной сушилке поддерживать следующие параметры: скорость движения воздуха на входе в барабан—2,7-3,2 м/с; температура воздуха на входе в барабан —135-142 °С; степень заполнения барабана 0,24-0,3; начальная влажность тритикале —19-22 %; продолжительность сушки—40-50 мин.

Рекомендовать хлебопекарным и кондитерским предприятиям АПК N новые сорта хлеба, печенья, кекса, бисквита с заменой муки пшеничной в/с на тригикадевую и применением различных обогатителей: хлеб Степной (РЦ, ТИ, ТУ 9113-002-00492894-2004); хлеб Воскресеновский (РЦ, ТИ, ТУ 9113003-00492894-2009); хлеб Зареченский (РЦ, ТИ, ТУ 9113-004-00492894-2009); хлеб «Амарантовый» (РЦ, ТИ, ТУ 9113-005-0049894-2009); хлеб Таловский Свекольный (РЦ ТИ, ТУ 9113-006-00492894-2009); хлеб Таловский с пектином (РЦ ТИ, ТУ 9113-001-00668591-2004); кекс «С курагой» (РЦ, ТИ, ТУ 9113007-00492894-2009); печенье «Полезное» (РЦ, ТИ, ТУ 9113-008-004928942009); бисквит «Новый» (РЦ, ТИ 9113-009-00492894-2010, ОСТ 10-060-95).

Предлагаемые изделия обладают высокими показателями качества, отличными вкусовыми достоинствами и повышенной биологической ценностью за счет увеличения содержания белковых веществ, в том числе незаменимых аминокислот, витаминов и минеральных веществ. Рекомендуемые рецептуры продукции относятся к группе функциональных изделий лечебно-профилактического назначения, укрепляют здоровье человека и снижают риск заболеваний.

Аппаратурно-технологическая схема производства хлеба, печенья, кекса не требует изменения, и потому новые виды продукции можно производить на любом хлебопекарном или кондитерском предприятии. Для производства зерновых хлопьев тритикале и ферментированных хлопьев амаранта в технологическу ю схему целесообразно ввести смеситель, например, С-7, и вальцовый станок, например, ПС-400 или Г1С-600.

Заключение

Обобщая материалы научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что тритикале — зерновая культура, которая представляет большой интерес для пищевой отрасли благодаря значительному содержанию белка с высоким аминокислотным скором по лимитирующей аминокислоте (лизину) в сравнении с традиционными зерновыми культурами.

Применение тритикалевой муки позволит уменьшить дефицит ржаной муки, расширить сырьевую базу хлебопекарной промышленности, исключить смешивание разных видов муки (ржаной и пшеничной), разнообразить ассортимент хлебобулочных изделий с улучшенной биологической ценностью [101].

Тритикале также обладает рядом других достоинств, унаследованных от родительских форм: высокой урожайностью, засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию, зимостойкостью, иммунностью к ряду заболеваний.

На сегодняшний день тритикале остается недостаточно исследованной с точки зрения комплексного изучения влияния различных факторов на мукомольные и хлебопекарные свойства зерна современных сортов, изменения свойств муки при хранении, исследования показателей безопасности зерна и муки, процесса сушки зерна для улучшения его товарно-продовольственных качеств, внедрения в производство хлебобулочных и мучных кондитерских изделий функционального назначения, разработки и утверждения нормативной документации на новые продукты питания, что подтверждает актуальность проведенной научно-исследовательской работы.

Производство хлебобулочных изделий со сбалансированным химическим составом, а также получение высококачественной продукции возможно только при применении новых источников растительного сырья в сочетании с рациональными технологическим приемами. Они должны обеспечивать сокращение пшеничной муки на приготовление хлеба и позволять получение готовых изделий улучшенной биологической ценности. В связи с этим необходимо разработать и обосновать способы производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с различными обогатителями, позволяющими решать выше перечисленные задачи.

В этой связи на сегодня исследования в данной области решают важную народнохозяйственную проблему.

Глава П. ОБЪЕКТ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика исследуемых сортов зерна тритикале

Список литературы диссертационного исследования доктор сельскохозяйственных наук Тертычная, Татьяна Николаевна, 2010 год

1. Адаменко И. Зерно под контролем АСУТП Текст. / И. Адаменко, Е. Фоменко // Хлебопродукты. — 2004. — №7. С. 30-31.

2. Айзикович А.Е. Технология производства пшеничной и ржаной муки Текст. / А.Е. Айзикович, В.И. Хлоцев / М.: Издательство технической и экономической литературы по вопросам заготовок. — 1994. — 520 с.

3. Азаров Б.М. Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприятий Текст. / Б.М. Азаров, А.Т. Лисовенко, С. А. Мачихин. -М : Агропромиздат, 1986. — 263 с.

4. Аксенова Л.М. Задачи научного обеспечения развития кондитерской отрасли Текст. / Л.М. Аксенова// Пищевая промышленность. 1995. -№1-2. — С.75-77.

5. Аксенова JI.M. Научно-практические основы здорового питания в кондитерской области Текст. / Л.М. Аксенова// Пищевая промышленность. -1999. №9.-С. 6-7.

6. Анискин В.И. Технологическое обоснование режимов хранения и сушки зерна тритикале Текст. / В.И. Анискин, Р.К. Еркинбаева, О.Н. Налиев, Р.Д. Поландова. М: Деп. во ВНИИТЭИагропром, 1990. -№ 441 ВС.-49 с.

7. Анискин В.И. Технологические особенности зерна тритикале и пути повышения эффективности его использования Текст. / В.И. Анискин, Р.К. Еркинбаева, А О. Налеев. -М.: 1992. 52 с.

8. Антипов С.Т. Технологическое оборудование для сушки пищевых продуктов Текст. / С.Т. Антипов, В.Я. Валуйский, И.Т Кретов: учеб. пособие. Воронеж, 1989. - 80 с.

9. Антокольская М.Я. Справочник по сырью, полуфабрикатам и готовым изделиям кондитерского производства Текст. / М.Я. Антокольская, И.И. Бронштейн и др. — М-: Пищевая промышленность, 1994. 234 с.

10. Асеева P.M. Термическое разложение модифицированных, полисахаридов Текст. / P.M. Асеева, Б.Б. Серков, А.Б. Сивенков, A.M. Сахаров, П.А. Сахаров, A.B. Ильин // Вестник академии государственной противопожарной службы. — 2006. № 5. — С. 62-70.

11. И. A.c. 1437658 СССР, МКИ4 F 26 В 21/06. Способ автоматического управления процессом сушки сыпучих материалов Текст. / А.Н Осгриков, АА. Шевцов,

12. ЮА Добросощшя (СССР). № 4197209/24-06; Заявлено 20.02.87; Опубл. 15.11.88, Бшл. № 42 //Открытая. Изобретения. -1988. 42. - С.163.

13. Атаназевич В.И. Сушка зерна Текст. / В.И. Атаназевич — М: Агропром-издат, 1989.-240 с.

14. Ауэрман ЛЯ. Технология хлебопекарного производства Текст. / Л.Я. Ау-зрман: учебник,—9-е изд., перераб. и доп.—СПб.: Профессия, 2002.—416 с.

15. Бабич МБ. Новые плющильные станки Текст. / МБ. Бабич, С.С. Познар // Хранение и переработка зерна /г. Днепропетровск/. 2009. - №5 (119). - С. 42-44.

16. Бадан В-Т. Научное обоснование и синтез оптимальных режимов и технологических схем зерносушилок Текст. / В.Т. Бодай. — Дис.канд. техн.наук. — Одесса, 1990. —147 с.

17. Баднна Г.В. Основы агрономии Текст. / Г.В. Бадина, А.В. Королев, Р.О. Королева Л.: ВО «Агропрошодат», 1990. - 448 с.

18. Балабушевич Н.Г. Природные ингибиторы как основа для создания лекарственных средств // Н.Г. Балабушевич, И.А. Донецкий, И.П. Глады-шева // Тез. 3-го симпозиума «Химия протеолитнческих ферментов». — М., 1993.-С.115-117.

19. Банецкий X. Тритикале — новое сырье в хлебопекарном производстве Текст. / X Банецкий, Э. Сташевская. — Перевод с польского. — М: ВЦП., 1990.-ОТ-18506. 19 с.

20. Бегеулов МЛН. Новые подходы в управлении качеством зерна Текст. / МЛ II. Бегеулов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2002. № 2. - С. 49-53.

21. Белоусова ЕМ. Хлебопекарные качества тритикале и метод их опенки (Текст. / Е.М Белоусова, Р.В. Крук // Селекция и семеноводство.—1980. —№ 3. —С. 29-31.

22. Беляков ИЛ. Агротехнологии важнейших зерновых культур Текст. / И.И. Беляков. — М: Высшая шкала, 1983. — 220 с.

23. Беркутова Н.С. Методы оценки и формирование качества зерна Текст. / Н.С. Беркутова. -М.: Росагропромиздат, 1991. 206 с.

24. Беркутова Е. Технологические свойства зерна тритикале Текст. / Е. Беркутова. Е. Давыдова, Д. Беркутова, Е. Бучма // Хлебопродукты. 2008. -№1.- С. 45-47.

25. Беюл Е Л. Справочник по диетологии Текст. / Е Л. Беюл, В Л. Будаговская, В.Г. Высоцкий / Под редакцией МА. Самсонова. А.А. Покровского. 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Медицина, 1992.—464 с.

26. Благовещенская ММ. Магемап иша iz подели сушки солода (зерновой массы) в высоком плотном слое ¡Текст. / ММ Елагошцшжая, ОБ. Фоменко, И.И.Сорокш? ff Известия вузов. Пищевая технология.—1995. —Аг«4-5. — С. 52-56.

27. Бободжанов В.А. Биохимические особенности зерна гексаплоцдного тритикале Текст. /В А. Бободжанов // Доклады ВАСХНИЛ. -1998. № 5. - С. 5-8.

28. Богомолов А.В. Использование муки из зерновых смесей в производстве мучных кондитерских изделий Текст. / А.В. Богомолов, Ю.В. Чурик, О. II. Сафонова, Т.В. Гаврин, В.А. Захаренко // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. - № 2. - С. 35-37.

29. Бодртдинов А.З. Послеуборочная обработка зерна и семян Текст. / А.З. Бодртдинов. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2001. - 82 с.

30. Бойко Б.Н. Прикладная микрокаториметрия: отечественные приборы и методы Текст. / Б.Н. Бойко. — М: Наука, 2006. — 119 с.

31. Бормотов В.Е. Тетраплоидные тритикале Текст. / В.Е. Бормотов, Н.И. Дубовец, А.М. Щербакова, Н.С. Бадаев. — Mil: Накува i тэхшка, 1990. — 136 с.

32. Боровиков В.П. STATISTIC А. Искусство анализа данных на компьютере Текст. / В.П Боровиков. М: Питер, 2003. - 688 с.

33. Братерский Ф.Д. Ферменты зерна Текст. / Ф.Д. Братерский. М: Колос, 1994.-196 с.

34. Браудо Е.Е. Повышение пищевой ценности белков люпина методом ограниченного ферментативного гидролиза Текст. / Е.Е. Браудо, А.Н. Да-ниленко, Л.Г. Елисеева, НА. Махотина // Известия вузов. Пшцевая технология. 2006. - №>2-3. - С.69-70.

35. Бутковский В Л. Технология мукомольного, крупяного и комбикормового производства (с основами экологии) Текст. / В.А. Бутковский, EJVL Мельников: Учебник. — М: Агртпрошвдаг. 1989.—464 с.

36. Бюкли П.И. Биохимическая характеристика тритикале Текст. / П.И. Бюкли, Л.К. Котелышкова, Е.К. Веверица // Генетика и селекция тритикале в Молдове. Кишинев, 1992.— С. 132-141.36.