Зерновой хлеб для повышения пищевого статуса населения: биоактивация злаковых культур, ресурсосбережение сырья, разработка технологий и расширение ассортимента продукции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.01, доктор наук Алехина Надежда Николаевна

• Алехина Надежда Николаевна
• доктор наук
• 2020

Оглавление диссертации доктор наук Алехина Надежда Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 НАУЧНАЯ ПРОБЛЕМА РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОГО СТАТУСА НАСЕЛЕНИЯ

1.1 Анализ современного состояния и тенденций развития ассортимента хлебобулочных изделий для лечебного, профилактического питания и повышенной микробиологической чистоты

1.2 Биотрансформация веществ при набухании и прорастании зерна. Анализ содержания фитиновой кислоты, ее солей в 32 зерновых культурах и способов их снижения

1.3 Существующие технологии хлеба с применением заквасок, замороженных полуфабрикатов, хлебопекарных смесей, в том

числе с зерновыми культурами

1.4 Способы консервирования полуфабрикатов хлебопекарного производства

1.5 Заключение по первой главе

Глава 2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Организация эксперимента и схема проведения исследований

2.2 Сырье, применяемое в работе, его характеристика

2.3 Подготовка зерна, приготовление полуфабрикатов и изделий

2.4 Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и изделий

2.5 Специальные методы исследования

2.6 Математические методы обработки экспериментальных данных. 88 Глава 3 НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СНИЖЕНИЯ

ФИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ СОЛЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ

ЗЕРНОВОГО ХЛЕБА

3.1 Обоснование гидролиза фитина в процессе биоактивации

злаковых культур

3.2 Определение элементного состава в зерновых культурах при

их биоактивации

3.3 Влияние биоактивации на биотехнологический потенциал злаковых культур

3.4 Оптимизация параметров подготовки зерна пшеницы и ржи

3.5 Влияние технологических способов и стадий приготовления зернового хлеба на элементный состав и содержание фитина

3.6 Оценка биодоступности минеральных веществ и антиокси-дантной активности зернового хлеба в эксперименте т у1уо

3.7 Заключение по третьей главе

Глава 4 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АССОРТИМЕНТА

РЕЦЕПТУР ЗЕРНОВОГО ХЛЕБА ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ, БАЛЛОВОЙ ШКАЛЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕГО КАЧЕСТВА

4.1 Разработка технологии и рецептур зернового хлеба с

применением подкисленного зерна ржи

4.1.1 Разработка способа получения подкисленного зерна ржи

4.1.2 Исследование микроструктуры зерна ржи, показателей его безопасности, химического состава и антиоксидантной активности

4.1.3 Определение цветовых характеристик зерна ржи, состава кислот и ароматобразующих веществ в нем

4.1.4 Влияние продолжительности хранения подкисленного зерна ржи на качество хлеба

4.1.5 Обоснование выбора обогатителя и разработка рецептуры хлеба с его применением в технологии изделия с подкисленным зерном ржи

4.1.6 Исследование структурно-механических свойств изделий в процессе хранения и рекомендации по упаковке

4.1.7 Определение микробиологической чистоты хлеба, состава в нем ароматобразующих веществ

4.1.8 Оценка показателей пищевой ценности, антиоксидантной активности и гликемического индекса хлебобулочных изделий, рекомендации по потреблению

4.1.9 Технология зернового хлеба с подкисленным зерном ржи

4.2 Разработка технологии и рецептур зернового хлеба с

применением заквасок из биоактивированного зерна пшеницы

4.2.1 Разработка способа получения густой закваски повышенной микробиологической чистоты из биоактивированного зерна пшеницы

4.2.2 Разработка способа получения сухой закваски из биоактивированного зерна пшеницы

4.2.3 Исследование содержания органических кислот, состава ароматобразующих веществ в заквасках из биоактивированного зерна пшеницы и качества зернового хлеба на их основе

4.2.4 Обоснование выбора обогатителей и разработка с их применением оптимальных рецептур зернового хлеба на густой и сухой закваске

4.2.5 Влияние муки из жмыха зародышей пшеницы на свойства теста и качество хлеба на основе густой закваски из биоактивированного зерна пшеницы

4.2.6 Влияние муки из отрубей гречишных на свойства теста и качество хлеба на основе сухой закваски из биоактивированного зерна пшеницы

4.2.7 Исследование микробиологических показателей, структурно-механических свойств и содержания связанной влаги в процессе хранения зернового хлеба

4.2.8 Определение ароматобразующих веществ, антиоксидантной активности и гликемического индекса зернового хлеба

4.2.9 Пищевая, энергетическая и биологическая ценности изделий, рекомендации по потреблению

4.2.10 Технология приготовления хлебобулочных изделий с заквасками из биоактивированного зерна пшеницы

4.3 Разработка технологии хлеба из биоактивированного зерна

пшеницы на основе замороженных полуфабрикатов

4.3.1 Выбор форм для выпечки зернового хлеба на основе замороженных полуфабрикатов повышенной степени готовности

4.3.2 Исследование влияния массы, температуры теста на продолжительность его замораживания и определение изменения теплофизических характеристик полуфабриката

из биоактивированного зерна пшеницы

4.3.3 Моделирование процесса охлаждения и замораживания теста

из биоактивированного зерна пшеницы

4.3.4 Влияние сухой пшеничной клейковины и стадий приготовления полуфабрикатов на скорость замораживания и качество готовых изделий

4.3.5 Исследование микроструктуры теста и хлеба на основе замороженных полуфабрикатов

4.3.6 Исследование структурно-механических свойств, связанной влаги, микробиологической чистоты, состава ароматобразующих веществ в изделиях

4.3.7 Влияние продолжительности хранения замороженного теста

на его свойства и качество зернового хлеба

4.3.8 Определение гликемического индекса и перевариваемости белков мякиша зернового хлеба

4.3.9 Технология приготовления зернового хлеба путем замораживания полуфабрикатов и готовых изделий, построение циклограмм выбранных способов замораживания

4.4 Разработка технологии и рецептур хлеба с применением хлебопекарных смесей из биоактивированного зерна злаковых культур

4.4.1 Выбор режимов сушки зерновой массы из биоактивированного зерна пшеницы и ржи

4.4.2 Разработка способа получения хлебопекарной смеси из биоактивированной пшеницы и зернового хлеба на ее основе

4.4.3 Разработка способа получения хлебопекарной смеси из биоактивированной пшеницы, ржи и зернового хлеба на ее основе

4.4.4 Оценка показателей безопасности, пищевой ценности хлебопекарных смесей и зернового хлеба на их основе

4.4.5 Балльная оценка качества хлеба, определение его цветности, микробиологической чистоты и состава в нем ароматобразующих веществ

4.4.6 Оценка антиоксидантной активности, перевариваемости белков мякиша зернового хлеба на основе хлебопекарных смесей

4.4.7 Исследование изменения свойств хлебопекарных смесей в процессе хранения

4.4.8 Влияние продолжительности хранения хлебопекарных смесей

на свойства теста и качество зернового хлеба

4.4.9 Технология приготовления зернового хлеба на основе хлебопекарных смесей с применением биоактивированного зерна пшеницы, ржи

4.5 Разработка и апробация балловой шкалы для оценки качества хлеба с применением биоактивированного зерна

4.6 Заключение по четвертой главе

Глава 5 МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНОВОГО ХЛЕБА

5.1 Исследование химического состава хлебобулочных изделий

5.1.1 Определение массовой доли белка, жира, углеводов и пищевых волокон в хлебе

5.1.2 Исследование аминокислотного и витаминного составов изделий

5.1.3 Исследование содержания минеральных веществ в хлебобулочных изделиях

5.2 Обоснование влияния зерновых хлебобулочных изделий на антиоксидантный статус, пищеварение, энергетические затраты организма

5.2.1 Определение антиоксидантной активности зерновых хлебобулочных изделий и перевариваемости белковых веществ мякиша хлеба

5.2.2 Определение скорости адсорбции углеводов хлеба в организме человека, установление гликемического индекса хлебобулочных изделий

5.3 Клинические исследования зернового хлеба

5.4 Экономическая эффективность от производства новых видов зернового хлеба повышенной пищевой ценности

5.5 Заключение по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Том

Приложение А Акты промышленной апробации способов приготовления

зернового хлеба

Приложение Б Акты внедрения в производство

Приложение В Техническая документация (ТУ, ТИ и РЦ)

Приложение Г Заключение о результатах клинических испытаний

зернового хлеба

Приложение Д Акт дегустации

Приложение Ж Патенты на изобретения

Приложение К Рецептуры и режимы приготовления полуфабрикатов,

хлеба. Показатели качества и пищевой ценности

исследуемого сырья, изделий

Приложение Л Характеристики и матрицы планирования

эксперимента

Приложение М Дипломы выставок, грамоты, благодарности

Приложение Н Акт внедрения результатов диссертационной работы в

учебный процесс

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Зерновой хлеб для повышения пищевого статуса населения: биоактивация злаковых культур, ресурсосбережение сырья, разработка технологий и расширение ассортимента продукции»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В соответствии с правительственными документами («Концепция обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения путем развития функционального и специализированного хлебопечения в РФ до 2020 г. (Хлеб - это здоровье)», «Стратегия повышения качества пищевой продукции в РФ до 2030 г.»), а также постановлением президиума РАН «Об актуальных проблемах оптимизации питания населения России: роль науки» важнейшей стратегической задачей является коррекция пищевого статуса и снижение смертности населения, заболеваемости социально значимыми неинфекционными болезнями алиментарным путем. Для предупреждения распространения алиментарно-зависимых заболеваний разрабатываются продукты питания, в том числе хлебобулочные, профилактической и лечебной направленности, способствующие увеличению продолжительности и повышению качества жизни населения.

При этом особый интерес представляет хлеб с применением целых зерновых культур, что позволяет повысить его пищевую, биологическую ценность, сэкономить основные ресурсы хлебопекарного производства. Однако такие изделия отличаются высоким содержанием фитиновой кислоты и ее солей, которые образуют комплексы с минеральными веществами (кальций, фосфор, магний, железо и цинк), препятствуя их усвоению. Учитывая высокий потребительский спрос на эти изделия, микроэлементозы среди населения возымели значительную распространенность, что обостряет проблемы сердечно-сосудистой системы, пищеварения, формирования и функциональности твердых тканей человека.

В настоящее время согласно «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ до 2020 г.» на предприятиях пищевой промышленности наблюдается высокая доля неперерабатываемых побочных продуктов. Поэтому привлечение нетрадиционных видов сырья за счет вторичных продуктов му-комольно-крупяной отрасли позволит дополнительно обогатить хлебобулочные изделия биологически активными веществами и обеспечить ресурсосбережение.

Таким образом, создание новой ассортиментной линейки хлеба для коррекции пищевого статуса организма с использованием злаковых культур с пониженным содержанием фитина и побочных продуктов переработки зерна имеет важное социально-экономическое значение и является весьма актуальной проблемой для пищевой промышленности РФ.

Диссертационная работа выполнена в рамках госбюджетной НИР кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатываю-щего производств ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по теме «Разработка энерго-, ресурсосберегающих и экологически чистых технологий переработки сельхозсырья в конкурентоспособные хлебобулочные, кондитерские, макаронные, зерновые и крупяные продукты на основе медико-биологических воззрений» (№ г. р. 01201253868, на 2011-2016 гг.); федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по теме «Разработка функциональных пищевых продуктов для безглютенового и геродиети-ческого питания, в том числе для профилактики остеопороза» (соглашение № 14.577.21.0256 от 26.09.2017 г.).

Степень разработанности темы исследования. Значительный вклад в разработку научных и практических основ производства хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности, в том числе зернового хлеба, внесли Антонов В. М., Ауэрман Л. Я., Дерканосова Н. М., Донченко Л. В., Дробот В. И., Ильина O. A., Конева С. И., Корячкина С. Я., Косован А. П., Кретович В. Л., Курочкин А. А., Ла-бутина Н. В., Магомедов Г. О., Матвеева И. В., Новикова А. Н., Патт В. А., Пащенко Л. П., Покровский А. А., Поландова Р. Д., Пономарева Е. И., Пучкова Л. И., Романов А. С., Росляков Ю. Ф., Санина Т. В., Тертычная Т. Н., Тутельян В. А., Цыганова Т. Б., Черных В. Я, Шатнюк Л. Н., Щербатенко В. В., Huttner Edith K., Khalid K. H., Muhlhauser H., Plasch G., Rosell C. M., Sanz Penella J. M., Sidhu J. S. и др.

Обобщение имеющейся информации позволяет судить о том, что биоактивация (набухание, проращивание) зерна, ферментация, применение подкислителей является мощным фактором снижения фитиновой кислоты и ее солей, а следова-

тельно, регулирования количества биологически активных веществ в изделиях. Однако в представленных сведениях отсутствуют данные о возможности снижения содержания фитина, изменении элементного состава в технологии зернового хлеба из злаковых культур, мало изучено влияние биоактивации на биодоступность его минеральных веществ. В связи с этим сохраняется необходимость разработки способов снижения фитина в злаковых культурах и применения их в производстве зернового хлеба, основанных одновременно на принципах обеспечения повышения пищевой ценности изделий и ресурсосбережения за счет модификации рецептурно-компонентных решений и в целом технологического процесса.

Цель работы - научно-практическое обоснование биоактивации злаковых культур для снижения содержания фитина, получение новых полуфабрикатов, разработка технологий с применением вторичных ресурсов мукомольной промышленности и расширение ассортимента зернового хлеба, отвечающего современным требованиям здорового питания.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- провести патентно-информационный поиск в области производства хлебобулочных изделий профилактической и лечебной направленности;

- научно обосновать гидролиз фитина под действием эндогенной фитазы зерна и определить изменение ее активности при биоактивации пшеницы и ржи;

- обосновать выбор биоактивированных злаковых культур как сырьевого источника в технологии зернового хлеба, определить параметры их подготовки;

- изучить элементный состав и изменение содержания фитина в процессе биоактивации зерна пшеницы, ржи и на технологических стадиях приготовления хлеба;

- оценить влияние способов подготовки зерна на биодоступность минеральных веществ в хлебе и окислительно-антиокислительный статус организма в эксперименте in vivo путем доклинических исследований;

- экспериментально обосновать параметры и режимы приготовления полуфабрикатов из биоактивированных злаковых культур для увеличения их сроков хранения и обеспечения стабильного качества зернового хлеба;

- провести моделирование и оптимизацию параметров сушки, охлаждения, замораживания полуфабрикатов, их реологических свойств;

- произвести обоснованный выбор побочных продуктов мукомольной промышленности в качестве обогатителей и разработать рецептурно-компонентные решения приготовления хлебобулочных изделий с их применением;

- исследовать органолептические, физико-химические, структурно-механические, физико-механические, теплофизические, гидратационные, функциональные свойства, показатели безопасности, микроструктуру предлагаемых полуфабрикатов и изделий на их основе, в том числе при хранении;

- определить биотехнологический потенциал новых видов хлеба и разработать балловую шкалу для оценки качества хлебобулочных изделий из биоактивированного зерна;

- провести медико-клинические испытания зернового хлеба для определения изменений эффективности показателей гемодинамики, липидного спектра плазмы крови при включении продукта в рацион питания лиц, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями;

- разработать техническую документацию на полуфабрикаты и новую ассортиментную линейку зернового хлеба для коррекции пищевого статуса населения, апробировать технологии хлебобулочных изделий в производственных условиях, внедрить в промышленность, учебный процесс, оценить экономический эффект от реализации предлагаемых технологических решений.

Научная концепция исследования состоит в разработке научно-практических основ получения полуфабрикатов и хлебобулочных изделий из биоактивированных злаковых культур с пониженным содержанием фитина для предупреждения распространения алиментарно-зависимых заболеваний.

Научная новизна. Сформулирована научная концепция, обоснованы принципы разработки новых технологий и рецептур зернового хлеба с пониженным содержанием фитина для профилактики алиментарно-зависимых заболеваний за счет использования биоактивированных злаковых культур и вторичных продуктов мукомольной промышленности.

Обобщены информационные сведения и представлена последовательность процесса расщепления фитина в зерновке злаковых культур при их биоактивации под действием эндогенной фитазы в целях снижения антинутриента в готовых изделиях. Впервые в эксперименте in vitro доказано снижение содержания фитина на разных стадиях приготовления хлеба на основе биоактивированных злаковых культур. Путем применения рентгеновского энергодисперсионного анализа и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой установлено увеличение содержания кальция, магния, фосфора, железа, цинка в процессе биоактивации зерна пшеницы и ржи.

Впервые в эксперименте in vivo доказано повышение усвояемости минеральных веществ и активация антиоксидантной системы организма лабораторных животных при употреблении хлеба с использованием биоактивированного зерна пшеницы.

Экспериментально определена эффективность использования вторичных продуктов мукомольной промышленности (мука из жмыха зародышей пшеницы, отрубей гречишных), содержащих биологически активные вещества, в производстве зернового хлеба для профилактики неинфекционных заболеваний населения.

Методом электронной сканирующей микроскопии установлена микроструктура подкисленного зерна ржи, выполнено топографическое картирование распределения макроэлементов по поперечному разрезу зерна пшеницы (нативно-го, набухшего, пророщенного) и ржи (нативного, набухшего), теста и хлеба, приготовленных по новым разработанным технологиям, что позволяет прогнозировать их качество.

Обоснована целесообразность получения подкисленного зерна ржи с минимальным значением предела прочности его оболочечных частиц за счет выдерживания в культуральной среде с молочнокислыми бактериями L. plantarum, густой закваски стабильного качества путем применения хмелепродуктов, сухой закваски, хлебопекарных смесей, замороженных полуфабрикатов на основе биоактивированных злаковых культур. Выявленные закономерности изменения органолеп-тических, физико-химических и микробиологических показателей качества, био-

технологического потенциала зернового хлеба в зависимости от дозировки рецептурных компонентов, а также способы приготовления и оптимизация рецептурно-технологических факторов обеспечивают высокое качество изделий из биоактивированных злаковых культур и увеличение их срока годности.

Анализ результатов исследований перевариваемости белков мякиша зернового хлеба с помощью тест-культуры Раташваа еаЫаШш доказал повышение значения данного показателя в изделиях, приготовленных на основе замороженных полуфабрикатов.

Формализация исследуемых параметров и режимов получения полуфабрикатов, их математическая обработка позволила выбрать рациональные условия приготовления и прогнозировать их качество.

Проведенные клинические исследования хлеба из биоактивированного зерна пшеницы позволяют рекомендовать его для включения в рацион питания в целях профилактики атеросклероза и ассоциированных с ним заболеваний сердечнососудистой системы.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в обосновании способов снижения содержания фитина в изделиях из целого зерна за счет биоактивации злаковых культур, применения заквасок, подкислителей и в развитии основ создания новых видов зернового хлеба повышенной пищевой ценности с использованием вторичного сырья мукомольной промышленности (мука из жмыха зародышей пшеницы, отрубей гречишных).

Полученные зависимости и закономерности позволили сформировать новые знания, используемые в учебном процессе при реализации дисциплин для подготовки бакалавров и магистров по направлению 19.03.02 и 19.04.02 (Продукты питания из растительного сырья), при выполнении обучающимися курсовых работ (проектов), выпускных квалификационных работ.

Разработана технология получения подкисленного зерна ржи, густых и сухих заквасок, хлебопекарных смесей, замороженных полуфабрикатов путем применения биоактивированных злаковых культур.

Предлагаемые ресурсосберегающие технологии хлебобулочных изделий позволят рационально использовать сырьевую базу АПК, повысить эффективность технологического процесса, обеспечить повышение пищевой ценности зернового хлеба, придать ему функциональные свойства, увеличить срок сохранения свежести.

Получены новые экспериментальные данные, свидетельствующие об эффективности применения биоактивированных злаковых культур в технологии хлебобулочных изделий за счет снижения содержания фитина в них, повышения биодоступности минеральных веществ, что способствует активации антиокси-дантной системы организма и улучшению показателей липидного спектра плазмы крови.

Разработана балловая шкала оценки органолептических показателей, учитывающая особенности хлебобулочных изделий с применением биоактивированных злаковых культур, и позволяющая оперативно охарактеризовать качество зернового хлеба.

Проведена промышленная апробация предлагаемых технологий в условиях АО «Хлебозавод № 7» (г. Воронеж), ООО «ЭкоХлеб» (г. Воронеж), ИП «Шагано-ва О. В.» (г. Воронеж), учебного научно-производственного комплекса ВГУИТ, подтвердившая положительные результаты исследований, и освоен промышленный выпуск зернового хлеба на ИП «Шаганова О. В.», ООО «Пекарня № 1» (г. Воронеж).

Новизна предлагаемых технических решений подтверждена 16 патентами РФ на изобретения. Разработано и утверждено 16 пакетов технической документации на новые полуфабрикаты и изделия.

Методология и методы исследований. Исследования проводили согласно методологии, основой которой является комплекс методов познания: теоретических, эмпирических, практических, базирующихся на естественно-научных закономерностях. В работе применяли общепринятые и специальные современные физические, химические, биохимические, микробиологические и органолептические методы анализа сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

Научные положения, выносимые на защиту:

- закономерности изменения элементного состава и функционально -технологических свойств зерна пшеницы, ржи в процессе его биоактивации;

- результаты исследований по снижению содержания фитина в процессе гидролиза под действием эндогенной фитазы зерна при его биоактивации, применении заквасок и подкислителей;

- условия получения и стабилизации качества зернового хлеба за счет применения биоактивированных злаковых культур и вторичных продуктов мукомольной промышленности с высоким биопотенциалом;

- технологические решения по определению оптимальных условий приготовления полуфабрикатов, рецептурного состава зерновых хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности для лечебного питания и профилактики алиментарно-зависимых заболеваний;

- оценка возможности использования новых хлебобулочных изделий для усиления пищевого статуса человека.

Соответствие темы диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2, 3, 4, 6, 7 паспорта научной специальности 05.18.01 - «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства».

Степень достоверности и апробация результатов работы. Достоверность полученных результатов подтверждается применением современных методов анализа и приборов, серией опытов и математической обработкой результатов экспериментов, апробацией исследований в промышленности и научной общественности, доклинической и медико-клинической оценкой зернового хлеба.

Основные положения диссертационной работы представлены на 88 всероссийских и международных научных, научно-практических, научно-технических, научно-методических конференциях, симпозиумах и форумах разного уровня: Воронеж, 2007-2019; Москва, 2011, 2012, 2014; Краснодар, 2011, 2012, 2015, 2016; Пятигорск, 2012; Прага, 2012, 2014; Новосибирск, 2013-2015; Курск, 2013-2017; Казань, 2013; Йошкар-Ола, 2012, 2014-2017; Бийск, 2011-2014, 2016; Махачкала,

2010, 2014; Кемерово, 2014; Саратов, 2015-2016; Харьков, 2015; Орел, 2014-2015, 2017; Ставрополь, 2016; Екатеринбург, 2014-2017; Иркутск, 2015; Уфа, 2017; Munich, 2015; London, 2016.

Результаты работы экспонировались на 62 выставках, форумах, конгрессах, конкурсах («ECOTROPHELIA EUROPE 2013» (Волгоград, 2013), «Современные технологии в производстве хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий» (Челябинск, 2014), «Продовольственная безопасность» (Екатеринбург, 2015), «Лучшая научно-исследовательская работа» (Москва, 2015, 2016) и отмечены дипломами, золотыми медалями и сертификатами.

Личное участие автора. Диссертационная работа является обобщением научных исследований, проведенных в 2007-2019 гг. лично автором и при его непосредственном участии в качестве руководителя или ответственного исполнителя госбюджетных научно-исследовательских работ и прикладных научных исследований и экспериментальных разработок.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 196 научных работ, в т. ч. 2 монографии, 4 учебных пособия (2 из них с грифом УМО), 24 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК при Минобрнауки РФ для публикации результатов диссертационных исследований, 4 статьи, входящие в международную базу данных Scopus, 146 статей в журналах и по материалам докладов на всероссийских и международных конференциях, 16 патентов РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 442 страницах компьютерного текста и содержит 193 рисунка и 81 таблицу. Список литературы включает 413 наименований, в том числе 63 иностранных источника. Приложения к диссертации представлены на 156 страницах.

Глава 1 НАУЧНАЯ ПРОБЛЕМА РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОГО СТАТУСА НАСЕЛЕНИЯ

1.1 Анализ современного состояния и тенденций развития ассортимента хлебобулочных изделий для лечебного, профилактического питания и повышенной микробиологической чистоты

Ассортимент хлебобулочных изделий в РФ разнообразен и составляет свыше 800 наименований. Массовые виды хлеба занимают 80 % от общего количества вырабатываемых хлебобулочных изделий [121, 302, 339]. Объемы производства лечебных, профилактических и функциональных видов составляют 100 тыс. т в год при потребности 600-700 тыс. т [149].

Структура ассортимента хлебобулочных изделий в последние годы претерпевает существенные изменения под воздействием экономических, социально-политических и рыночных факторов. При этом тенденции формирования рынка следующие: снижение потребления хлебобулочных изделий, увеличение нарезанного и упакованного хлеба определенных брендов, снижение массы вырабатываемых изделий, увеличение в структуре ассортимента любительских (элитных) и национальных видов, мелкоштучных изделий [122, 153, 293, 337, 339, 343].

Снижение объемов производства хлебобулочных изделий обусловлено сокращением численности населения, а также ростом доходов, что сопровождается изменением структуры питания за счет роста потребления овощей, фруктов, мяса и рыбы. В 2016 г в России было произведено 6 686 тыс. т хлебобулочных изделий, что меньше на 2,2 % по сравнению с объемом выработки предыдущего года (рисунок 1.1) [294].

Многие специалисты считают, что употребление хлебобулочных изделий зависит от благосостояния граждан, с повышением которого российский потребитель все более предпочитает дорогие продукты с большим содержанием белка по сравнению с дешевой и калорийной пищей. Средний россиянин за год употребля-

ет 116 кг хлебобулочных изделий, при этом те же показатели в Германии составляют 87 кг, а в Болгарии - 124 кг (рисунок 1.2). Потребление хлеба в России также распределено неравномерно и составляет в год от 90 кг в Москве до 260 кг в других регионах РФ [174].

Рисунок 1.1 - Динамика производства хлебобулочных изделий в РФ

Рисунок 1.2 - Уровень потребления хлебобулочных изделий по странам, кг на душу населения

Доля хлебобулочных изделий из пшеничной муки первого и высшего сорта составляет соответственно на рынке 28,7 и 28,3 % от всего объема продукции (рисунок 1.3). Выработка хлебобулочных изделий из муки пшеничной второго

сорта, которая более полезна по своему составу, снижается, т. к. мукомольным предприятиям более выгодно перерабатывать пшеницу в муку высших сортов.

Структура производства хлебобулочных изделий, %

1

хлеб из муки ржаной и

смеси ржаной и пшеничной муки всего (33,3)

хлеб из

муки пшеничной второго сорта (2,5)

хлеб и булочные изделия из муки пшеничной первого сорта (28,7)

хлеб и булочные изделия из муки пшеничной высшего сорта (28,3)

сухари, гренки, хрустящие хлебцы

(1,5)

пирожки, пироги, пончики (0,6)

Рисунок 1.3 - Производство отдельных видов хлебобулочных изделий, % от общего объема их выработки

Производство ржаного и ржано-пшеничного хлеба (33,3 % от общего объема продукции) каждый год снижается в среднем на 5 %, но при этом осуществляется переход к выработке «несоциальных», «этнических» (прибалтийских, белорусских) видов хлебобулочных изделий. В суточном рационе хлеб из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки должен составлять примерно половину нормы, что обусловлено большей его пищевой ценностью по сравнению с изделиями из пшеничной муки.

В производстве изделий пониженной влажности существенных изменений не наблюдается, в группе сдобных выявлен прирост объема их выработки [302, 339, 343]. Производство хлеба из замороженных полуфабрикатов в РФ составляет 1,4 %, в развитых странах - 30,0 % от общей выработки хлебобулочных изделий. При этом в России ежегодно наблюдается увеличение их производства на 1520 %, что обусловлено частичным переходом пекарен на применение полуфабрикатов, увеличением продаж сэндвичей, слоеных изделий [148].

В производстве изделий для диетического и профилактического питания существенных изменений не наблюдается и их выработка составляет до 1,0 %, которая крайне незначительная. Это обусловлено недостаточной их рекламой и слабой заинтересованностью в них производителей, нацеленных на поточный выпуск.

Известно, что хлебобулочные изделия являются наиболее удобными объектами для корректировки пищевой ценности рациона [156]. В Великобритании, Германии, США и других странах для производства здоровых видов хлебобулочных изделий применяют отруби (пшеничные, овсяные, ржаные), целое зерно, муку (овсяну, ячменную), добавки растительного происхождения (овощные, фруктовые) и т. д. В США за последние годы выработка здорового хлеба увеличилась на 16 %, в Германии - в 2 раза, в Великобритании - на 68 %.

В России ежегодно производится около 100 тыс. т функциональных продуктов при потребности 1-1,5 млн. т, хлеба диабетического назначения - 40-50 тыс. т при потребности 250 тыс. т по данным Института питания РАМН (ныне ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи») [32, 348].

По результатам проведенного социологического опроса жителей г. Воронежа было выявлено, что 57,0 % респондентов не удовлетворены ассортиментом функционального хлеба, представленного в торговой сети. При этом были выявлены предпочтения в его обогащении, прежде всего витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами и значимость выработки изделий для диабетиков (рисунок 1.4) [346].

123456789 10 Обогащенные хлебобулочные изделия

Рисунок 1.4 - Отношение респондентов к обогащению хлебобулочных изделий путем применения: 1 - антиоксидантов; 2 - витаминов и минеральных веществ; 3 - белка; 4 - пищевых волокон и выработки: 5 - бессолевых; 6 - с пониженной кислотностью; 7 - с пониженным содержанием углеводов; 8 - диабетических; 9 - безбелковых; 10 - других функциональных

Для распространения функциональных продуктов питания необходимо не только наращивать объемы их производства, но и информировать население в вопросах здорового питания, в том числе при участии ведущих ученых и специалистов через средства массовой информации, через оздоровительные программы (например, «Здоровье через хлеб»). Не вызывает сомнений, что потребность в функциональных продуктах со временем будет увеличиваться. Поэтому появляется необходимость в расширении ассортимента и в повышении его качества [94, 348].

В настоящее время необходимо вырабатывать не только массовые виды хлеба, но и производить более широкий ассортимент изделий. Спрос смещается в сторону новой интересной продукции. При этом производителям необходимо обращать особое внимание на качество своих изделий, а также учитывать обострение экологической ситуации, приводящей к ухудшению питания и здоровья населения. Проявляющий интерес во всем мире к здоровому питанию активизирует производство нетрадиционных видов хлеба [33, 93, 120, 293]. При этом важным источником роста рынка хлебобулочных изделий эксперты называют привлечение непотребителей хлеба. В последние годы производители все чаще предлагают продукцию, ориентируясь на предпочтения потребителей [149].

В жизни современного человека рациональное питание играет важную роль. При сокращении употребления им макро- и микронутриентов происходит изменение в структуре питания человека. При этом необходимо обогащать продукты дефицитными веществами [309]. Прежде всего, целесообразно обогащать хлебобулочные изделия, которые обеспечивают значительную часть физической потребности человека в энергии, нутриентах [342].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Алехина Надежда Николаевна, 2020 год

- - ^

70

60

50

40

30

20

10 к

Время замораживания, мин

1 температура е центре теста, Ь

* коэффициент температуропроводности, м^/с 10"8

Рисунок 4.88 - Изменение температуры в центре теста и коэффициента температуропроводности в зависимости от времени замораживания

После начала льдообразования этот показатель возрастал, т. к. одновременно уменьшалась теплоемкость и увеличивалась теплопроводность.

В процессе замораживания теста из биоактивированного зерна пшеницы в течение 49 мин наблюдали снижение значений удельной теплоемкости на 36 %, увеличение значений коэффициентов теплопроводности и температуропроводности в 4,5 и 7,5 раз соответственно. Основная причина изменений состоит в различии теплофизических характеристик воды и льда.

Таким образом, на третьем этапе исследований в процессе замораживания полуфабрикатов массой 0,07 кг и с начальной температурой 15 °С было изучено изменение количества вымороженной воды и теплофизических характеристик теста из биоактивированного зерна пшеницы (удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности, коэффициент температуропроводности), помещенного после замеса в морозильную камеру.

На основе проведенных исследований установлено, что снижение начальной температуры теста на 10 °С (от 25 до 15 °С) позволяет уменьшить продолжительность замораживания полуфабриката до температуры в центре него (-18) °С на 28 мин (от 77 до 49 мин). При увеличении массы тестовой заготовки на 0,28 кг продолжительность замораживания полуфабрикатов с СПК повышается на 80 мин, без СПК на - 62 мин. При этом введение в рецептуру СПК приводит к увеличению продолжительности замораживания на 13 мин при массе тестовой заготовки 0,07 кг и на 31 мин при массе тестовой заготовки 0,35 кг.

Таким образом, для заморозки полуфабрикатов предпочтительно замешивать тесто с начальной температурой 15 °С, а также из выброженного теста формовать тестовые заготовки меньшей массы (например, по 0,07 кг). Соблюдение указанных рекомендаций позволит создать рациональный технологический цикл замораживания полуфабрикатов из биоактивированного зерна пшеницы. Кроме того, были определены теплофизические характеристики для теста из биоактивированного зерна пшеницы и выявлены закономерности их изменения при льдообразовании. Они необходимы для разработки рациональных параметров замораживания и выполнения тепловых расчетов в холодильной технологии зернового хлеба из биоактивированной пшеницы.

4.3.3 Моделирование процесса охлаждения и замораживания теста из биоактивированного зерна пшеницы

Эффективность охлаждения и замораживания теста зависит от длительности этих процессов [332]. Для исследования влияния параметров процесса понижения температуры теста на продолжительность охлаждения и замораживания было проведено планирование эксперимента, позволяющее варьировать всеми факторами и получать количественные оценки эффектов их взаимодействия [163].

Целью исследований явилась разработка математических зависимостей продолжительности охлаждения и замораживания тестовой заготовки от ее массы, начальной температуры теста и дозировки сухой пшеничной клейковины. В качестве основных факторов, влияющих на процесс охлаждения и замораживания теста, были выбраны: х1 - масса тестовой заготовки, кг; х2 - начальная температура тестовой заготовки, °С; х3 - содержание сухой пшеничной клейковины (СПК), %, которые совместимы и некоррелируемы между собой (приложение Л, таблица 13). От них зависит продолжительность указанных стадий понижения температуры, а также энергоемкость процесса холодильной обработки.

Выбор интервалов изменения факторов обусловлен технологическими условиями процесса низкотемпературной обработки теста и техническими характеристиками холодильной установки. Охлаждение и замораживание его производилось в холодильной камере при установившейся температуре в ней (-35) °С. Критерием оценки влияния различных факторов на процесс охлаждения и замораживания выбрана продолжительность отдельных стадий понижения температуры: охлаждения тестовой заготовки до криоскопической температуры (т1, мин) и замораживания ее от криоскопической температуры до температуры (-18) °С в центре нее (т2, мин). Матрица планирования эксперимента представлена в приложении Л, таблица 14. Для исследования было применено центральное композиционное ротатабельное униформпланирование и выбран полный факторный эксперимент 23. Порядок опытов рандомизировали посредством таблицы случайных чисел, что исключало влияние неконтролируемых параметров на результаты эксперимента.

При статистической обработке результатов эксперимента получены уравне-

ния регрессии (4.15) и (4.16), которые адекватно описывают исследуемый процесс под действием выбранных факторов:

т1=28,739+11,036.1+12,209.2+0,217.1.х2-5,154.х2.х3-0,078.х12+3,694.32 , (4.15)

^=63,121+14,69^+11,052.2+11,435.3+0,386.1.3-3,804.2.х3-0,075.х12 . (4.16)

Анализ уравнений регрессии (4.15) - (4.16) позволяет выделить факторы, наиболее влияющие на рассматриваемый процесс понижения температуры. На продолжительность охлаждения тестовой заготовки от начальной температуры до криоскопической наибольшее влияние оказывает начальная температура теста.

На продолжительность замораживания тестовой заготовки от криоскопиче-ской температуры до температуры в центре заготовки равной (-18) °С наибольшее влияние оказывает масса тестовой заготовки, наименьшее - начальная температура теста перед холодильной обработкой.

Все полученные уравнения (4.15) - (4.16) нелинейные. Таким образом, в результате выполнения двадцати опытов получена информация о влиянии факторов и математическая модель процесса, позволяющая рассчитать продолжительность охлаждения и замораживания тестовой заготовки при ее холодильной обработке внутри выбранных интервалов варьирования входных факторов.

Исследование влияния условий холодильной обработки теста на продолжительность охлаждения и замораживания теста позволяет глубже понять и оценить физическую сущность указанных процессов. Поэтому далее была проведена серия экспериментов по холодильной обработке теста. По средним значениям из серии определений были построены графики зависимостей продолжительности охлаждения теста до криоскопической температуры и продолжительности замораживания теста до температуры (-18) °С в центре тестовой заготовки от массы тестовой заготовки, ее начальной температуры и содержания СПК (рисунок 4.89-4.94).

Анализ полученных зависимостей показал, что параметры процесса холодильной обработки теста, значениями которых возможно было варьировать в ходе проведения экспериментов, одинаково влияют на продолжительность охлаждения тестовой заготовки до криоскопической температуры, а именно, с увеличением

массы тестовой заготовки продолжительность ее охлаждения монотонно повышается (рисунок 4.89, 4.90).

Начальная температура тестовой заготовки перед охлаждением также оказывает значительное влияние на протекание процесса. С ее увеличением продолжительность охлаждения тестовой заготовки повышается вследствие необходимости отвода значительного количества теплоты в процессе изменения энтальпии тестовой заготовки (рисунок 4.89, 4.91). Внесение СПК в рецептуру теста также оказывает влияние на продолжительность охлаждения теста до криоскопической температуры. Внесение в рецептуру 4,5 % СПК обусловливает повышение продолжительности охлаждения тестовой заготовки (рисунок 4.90, 4.91).

т1 мин

^ач, °С

Рисунок 4.89 - Зависимость продолжительности охлаждения тестовой заготовки до криоскопической температуры (ц, мин) с содержанием 4,5 % СПК от массы (т, г) и начальной температуры теста (1;нач, °С)

Рисунок 4.90 - Зависимость продолжительности охлаждения тестовой заготовки до криоскопической температуры (т1, мин), имеющей начальную температуру 20 °С, от ее массы (т, г) и содержания СПК (БСПК, %)

Рисунок 4.91 - Зависимость продолжительности охлаждения тестовой заготовки (т1, мин) массой 210 г от начальной температуры теста ^нач, °С) и содержания СПК ^СПК, %)

Рисунок 4. 92 - Зависимость продолжительности замораживания тестовой заготовки от криоскопической до температуры в центре (-18) °С (т2, мин), содержащей 4,5 % СПК, от массы г) и начальной температуры теста ^нач, °С)

Рисунок 4.93 - Зависимость продолжительности замораживания тестовой заготовки (т2, мин) от криоскопической до температуры в центре (-18) °С, имеющей начальную температуру 20 °С, от массы кг) и содержания СПК ^СПК, %)

42,0 75,6 59,2

т2, мин

42,8

26,4 10.11

+ 15 »

щач, °С

Рисунок 4.94 - Зависимость продолжительности замораживания тестовой заготовки (т2, мин) массой 210 г от начальной температуры теста (1нач, °С) и содержания СПК (БСПК, %)

Зависимость продолжительности замораживания тестовой заготовки от криоскопической температуры до температуры в центре (-18) °С от ее начальной температуры носит характер близкий к линейному. Повышение начальной температуры тестовой заготовки обусловливает прямо пропорциональное изменение продолжительности замораживания (рисунок 4.92, 4.94).

Продолжительность замораживания тестовой заготовки от криоскопической температуры до температуры в центре нее (-18) °С в зависимости от массы носит нелинейный характер. С увеличением массы исходной тестовой заготовки продолжительность замораживания монотонно повышается (рисунок 4.92, 4.93).

Внесение в рецептуру СПК также оказывает влияние на продолжительность замораживания тестовой заготовки (рисунок 4.93, 4.94). Увеличение содержания ее в рецептуре теста вызывает пропорциональное повышение продолжительности его замораживания, обусловленное перераспределением характера и формы связи с белковыми комплексами и клейковинным каркасом теста.

Анализ полученных графиков позволяет установить, что характер холодильной обработки теста из биоактивированного зерна пшеницы не противоречит теоретическим основам процесса охлаждения и замораживания пищевых сред и отражает его физическую сущность, он возможен при исходной температуре тестовых заготовках 15-25 °С, а также при соблюдении остальных рациональных параметров процесса холодильной обработки.

Кроме того, получены математические зависимости изменения продолжительности охлаждения и замораживания тестовой заготовки от ее массы (от 0,07 до 0,35 кг), начальной температуры теста (от 15 до 25 °С) и дозировки сухой пшеничной клейковины (от 0 до 4,5 %), которые позволяют прогнозировать продолжительность отдельных стадий понижения температуры при низкотемпературной обработке теста из биоактивированного зерна пшеницы.

4.3.4 Влияние сухой пшеничной клейковины и стадий приготовления полуфабрикатов на скорость замораживания и качество готовых изделий

В связи с расширением в РФ в последние годы ассортимента хлебобулочных изделий на основе замороженных полуфабрикатов необходимо исследовать способы их приготовления и процессы, происходящие при замораживании и размораживании полуфабрикатов, тестовых заготовок [4, 7, 303].

Ряд важнейших вопросов по влиянию сухой пшеничной клейковины (СПК) и стадий приготовления полуфабрикатов на скорость замораживания и качество готовых изделий из биоактивированного зерна пшеницы мало изучены.

Поэтому целью исследований явилось определение влияния СПК и стадий приготовления полуфабрикатов на скорость замораживания и качество готовых изделий. Для решения поставленной цели работу проводили в два этапа: на первом - исследовали влияние способов замораживания на изменение скорости замораживания, температуры полуфабриката и готовых изделий, на втором -оценивали органолептические и физико-химические показатели качества хлеба, полученных с применением разных способов замораживания. Подготовку биоактивированного зерна пшеницы осуществляли по способу, описанному в подразделе 2.3. Тесто замешивали с СПК и без ее применения по рецептуре, указанной в приложении К, таблица 33.

На первом этапе исследовали пять способов замораживания: 1 - после замеса тесто помещали в морозильную камеру; 2 - после формования тестовой заготовки массой 70 г из выброженного полуфабриката (до расстойки тестовой заго-

товки); 3 - после расстойки тестовой заготовки; 4 - после выпечки тестовой заготовки до готовности на 70-75 %; 5 - после выпечки хлеба. Способы и параметры замораживания, размораживания описаны в подразделе 2.3.

Установлено, что полуфабрикаты и готовые изделия, отобранные с разных стадий технологического процесса и помещенные в морозильную камеру, отличались продолжительностью замораживания до температуры (-18) °С и началом периода кристаллообразования (рисунок 4.95).

Выявлены характерные периоды процесса замораживания полуфабрикатов, тестовых заготовок, полувыпеченных (с готовностью на 70-75 %) и готовых изделий. Первый период - период охлаждения от начальной температуры образцов до температуры начала кристаллизации влаги (от 35 °С (для хлеба, приготовленного по способу 4, 5), 25 °С (для теста, полученного по способу 1), 26 °С (для тестовых заготовок, приготовленных по способу 2) и 32 °С (для тестовых заготовок, приготовленных по способу 3) до 0 °С) составлял для образцов с СПК и без нее, полученных по способу 1 - от 0 до 16 мин и от 0 до 13 мин, способу 2 - от 0 до 18 мин и от 0 до 16 мин, способу 3 - от 0 до 26 мин и от 0 до 25 мин, способу 4 - от 0 до 28 мин и от 0 до 27 мин, способу 5 - от 0 до 31 мин и от 0 до 30 мин соответственно. Второй период - период кристаллообразования (от (-0,5) °С до (-5) °С) также различался для исследуемых проб и составлял для образцов, полученных с СПК и без нее по способу 1 - от 16 до 31 мин и от 13 мин до 29 мин, способу 2 - от 18 до 37 мин и от 16 мин до 35 мин, способу 3 - от 26 до 44 мин и от 25 до 43 мин, способу 4 - от 28 до 48 и от 27 мин до 47 мин, способу 5 - от 31 до 56 и от 30 до 55 мин соответственно. Третий период - период промерзания до заданной температуры (-18) °С составлял для образцов с СПК и без нее по способу 1 - от 31 до 66 мин и от 29 до 63 мин, способу 2 - от 37 до 74 мин и от 35 до 70 мин, способу 3 - от 44 до 85 мин и от 43 до 78 мин, способу 4 - от 48 до 90 мин и от 47 до 83 мин, способу 5 - от 56 до 98 мин и от 55 до 95 мин. На рисунке 4.95 указаны периоды процесса замораживания для теста после замеса (способ 1).

Рисунок 4.95 - Динамика изменения температуры в центре полуфабрикатов и готовых изделий из биактивированного зерна пшеницы в зависимости от продолжительности и способа замораживания: 1 - способ 1; 2 - способ 2; 3 - способ 3; 4 - способ 4; 5 - способ 5: (а - с СПК, б - без СПК)

Установлено, что независимо от рецептуры (с СПК и без нее) продолжительность замораживания до (-18) °С была наибольшей в образце, приготовленном по способу 5 (замораживание выпеченного хлеба), наименьшей - в пробе, полученной по способу 1 (тесто, замороженное после замеса). Образцы, приготовленные по способам 4 и 5, содержат меньше свободной воды, а, следовательно, для их замораживания требуется больше времени. Тесто, помещенное в морозильную камеру после замеса, имеет плотную структуру, обладает большей теплопроводностью по сравнению с разрыхленными тестовыми заготовками, полученными по способам 2 и 3, а, следовательно, быстрее замораживается до требуемой температуры. Тестовые заготовки, помещенные в морозильную камеру после расстойки, имеют более разрыхленную структуру по сравнению с отформованными тестовыми заготовками (способ 3), а, следовательно, медленнее замораживаются.

Для замораживания образцов с СПК независимо от способа замораживания до температуры (-18) °С требуется больше времени по сравнению с пробами без ее добавления. Пробы с СПК промерзают медленнее за счет низкого содержания свободной влаги, так как большая ее часть связывается белками клейковины.

Замораживание тестовых заготовок также ведется с учетом скорости. Известно, что при медленном замораживании происходит перераспределение влаги с образованием крупных кристаллов льда в межклеточных пространствах. Быстрое замораживание или ускорение теплоотвода не сопровождается пропорциональным ускорением перемещения влаги, поэтому кристаллы льда образуются в местах естественного распределения влаги, они мелкие по размеру, а, следовательно, и меньше вероятность нарушения структуры продукта [135].

Поэтому далее было исследовано изменение скорости замораживания полуфабрикатов, тестовых заготовок и готовых изделий в зависимости от способа замораживания. Установлено, что у образцов с добавлением СПК скорость замораживания меньше по сравнению с пробами, приготовленными без нее. Это объясняется тем, что СПК связывает большее количество влаги, что замедляет процесс замораживания (рисунок 4.96).

Наибольшая скорость замораживания достигалась во всех образцах без СПК за 5 мин и в пробах, полученных по способам 4, 5 с СПК - за 10, 15 мин соответственно. Максимальное ее значение составило в образце без СПК, приготовленном по способу 1 - 2,7 °С/мин и в пробе по способам 1, 2 с СПК - 2,1 °С/мин. После 5 мин нахождения в морозильной камере при (-35) °С скорость замораживания уменьшалась во всех пробах, за исключением образцов 4, 5 с СПК, в которых она снижалась через 10, 15 мин соответственно.

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Время замораживания, мин

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 30 95 100

Время замораживания, мин

Рисунок 4.96 - Изменение скорости замораживания проб из биоактивированного зерна пшеницы в зависимости от способа замораживания: 1 - способ 1; 2 - способ 2; 3 - способ 3; 4 - способ 4; 5 - способ 5: (а - с СПК; б - без СПК)

Минимальное значение ее через 5 мин замораживания наблюдалось в пробе, полученной по способу 5 с добавлением СПК и составляло 0,52 °С/мин. В соответствующей пробе без применения СПК (способ 5) за тот же период замораживания оно составляло 2 °С/мин.

На скорость замораживания полуфабрикатов также влияет способ их подготовки независимо от внесения СПК. Наибольшая скорость замораживания через 5 мин достигалась в образце, приготовленном по способу 1, наименьшая - по способу 5. Это объясняется более плотной, неразрыхленной структурой теста и большим содержанием в нем свободной влаги (способ 1) в отличие от пористой структуры мякиша выпеченных полуфабрикатов (способ 5).

На втором этапе исследований проводили оценку качества изделий по орга-нолептическим и физико-химическим показателям (рисунок 4.97, 4.98; приложение К, таблица 35). Исследовали шесть способов замораживания: 1- способ 1 (контроль), 2 - способ 2 (замораживание теста после замеса), 3 - способ 3 (замораживание тестовой заготовки после формования), 4 - способ 4 (замораживание тестовой заготовки после расстойки), 5 - способ 5 (замораживание полувыпеченного хлеба), 6 - способ 6 (замораживание выпеченного хлеба).

-5

Установлено, что наибольшим удельным объемом (259 см /100 г) и формо-устойчивостью (0,31) обладал хлеб, приготовленный по способу 1 (контроль) с СПК, значения которого были больше на 9,3 и 19,0 %, 15,0 и 22,4 %, 21,0 и 26,0 %, 5,4 и 15,0 %, 3,5 и 13,0 % соответственно по сравнению со способами 2, 3, 4, 5, 6, приготовленными с добавлением СПК и без ее применения. Наименьшие значения указанных показателей наблюдались в образце, приготовленном по способу 4

-5

без СПК, в котором удельный объем составлял (192 см /100) и формоустойчи-вость (0,16), значения которых были меньше по сравнению с контролем, приготовленным без СПК (не подвергшегося замораживанию), на 16,5 % и 43,0 % соответственно. Наилучшие показатели качества изделий с СПК обусловлены образованием более прочного каркаса теста, способного удерживать диоксид углерода в

большей степени, что способствует получению хлеба с большими значениями удельного объема и формоустойчивости.

а)

б)

Рисунок 4.97 - Внешний вид (а) и структура пористости (б) хлеба с СПК на основе замороженных полуфабрикатов по 1 - способу 1 (контроль); 2 - способу 2; 3 - способу 3; 4 - способу 4; 5 - способу 5; 6 - способу 6

а)

б)

Рисунок 4.98 - Внешний вид (а) и структура пористости (б) хлеба без СПК на основе замороженных полуфабрикатов по: 1 - способу 1 (контроль); 2 - способу 2; 3 - способу 3; 4 - способу 4; 5 - способу 5; 6 - способу 6

В ходе проведенных исследований установлено, что наибольшую удельную

-5

набухаемость (296 см ) имела проба, полученная по способу 1 (контроль) с добавлением СПК, значение которой было больше по сравнению с образцами, приготовленными по способам 2, 3, 4, 5 и 6 с добавлением СПК, на 3,7 %, 8,4 %, 11,0 %, 2,0 %, 1,0 % соответственно. Наименьшим значением данного показателя харак-

Л

теризовался образец, полученный по способу 4 без СПК (252 см ), которое было меньше на 12,8 % по сравнению с контролем без СПК.

Максимальная пористость 58,0 % наблюдалась в контроле с СПК, минимальная 50,5 % - в образце по способу 4 без СПК. Последнее значение было ниже на 4,0 % по сравнению с контрольной пробой без СПК (54,5 %). Из образцов, приготовленных с применением технологии замораживания, более эластичным мякишем отличался хлеб с СПК, полученный по способам 2, 5 и 6.

На основе проведенных исследований установлены три периода процесса замораживания для полуфабрикатов, тестовых заготовок, полувыпеченных и готовых изделий из биоактивированного зерна пшеницы. По результатам оценки органолептических и физико-химических показателей качества зернового хлеба выявлены преимущества его получения с сухой пшеничной клейковиной по способу 2 (замораживание теста после замеса), 5 (замораживание полувыпеченного полуфабриката) и 6 (замораживание выпеченного хлеба). Однако введение в рецептуру зернового хлеба сухой пшеничной клейковины приводило к снижению скорости замораживания теста после замеса на 0,6 °С/мин, полуфабриката повышенной степени готовности - на 0,5 °С/мин, выпеченного хлеба - на 0,8 °С/мин по сравнению с соответствующими образцами, но без ее применения.

Проведенные исследования позволили рекомендовать выбранные способы для приготовления хлеба на основе замороженных полуфабрикатов из биоактивированного зерна пшеницы. Применение их позволит быстро прекратить и возобновить работу, сократить продолжительность процесса приготовления изделий, что является актуальным для предприятий малой мощности. Кроме того, выбран-

ные способы приготовления позволят снизить брак и увеличить выход зернового хлеба.

Полученные исследования легли в основу разработки технологии хлеба «Айс-брэд» на основе замороженных полуфабрикатов (ТУ 9110-330-02068108-2015) (приложение В), получен патент РФ на изобретение № 2611849 (приложение Ж) [249].

4.3.5 Исследование микроструктуры теста и хлеба на основе замороженных полуфабрикатов

Задачей дальнейших исследований явилось определение влияния способов замораживания полуфабрикатов и готовых изделий на микроструктуру теста и хлеба из биоактивированного зерна пшеницы по методике, указанной в подразделе 2.5. В тесте микроструктуру определяли после брожения в течение 50 мин без замораживания (контроль) и с замораживанием после замеса с последующим размораживанием в течение 360 мин и брожением в течение 40 мин. В готовых изделиях микроструктуру исследовали в четырех образцах в зависимости от способа замораживания: способ 1 - без замораживания (контроль), способ 2 - после замораживания теста, способ 3 - после замораживания полуфабрикатов повышенной степени готовности (на 70-75 %), способ 4 - после замораживания готовых изделий. Тесто замешивали по рецептуре из приложения К, таблица 33. Способы и параметры замораживания, размораживания, брожения, допекания и подогревания описаны в подразделе 2.3.

При рассмотрении микрофотографий выброженного теста в обоих образцах видна разрыхленная структура с межпоровым пространством, образованная крахмальными зернами и белковыми глобулами (рисунок 4.99). Исследования микроструктуры полуфабрикатов показали, что наиболее крупные зерна крахмала (2533 мкм) имел контрольный образец по сравнению с опытным (17-25 мкм). Это обусловлено более высокой температурой теста без замораживания, позволяющей увеличить набухаемость крахмальных зерен. Большая однородность распределения структурных элементов по всему объему наблюдалась в пробе, приготовлен-

ной на основе замороженных полуфабрикатов из биоактивированного зерна пшеницы (рисунок 4.99 б).

Микроструктура теста контрольного образца отличалась большим числом воздушных полостей и большим их размером (5-8 мкм) по сравнению с опытной пробой (2-5 мкм). Это возможно обусловлено тем, что в замороженном тесте происходит гибель части дрожжевых клеток, что вызывает недостаточное образование при брожении спирта и диоксида углерода, участвующего в разрыхлении полуфабриката.

а)

б)

15ки X1.000 10мж 0000 10 42 60й

Рисунок 4.99 - Микроструктура выброженного теста (*1000) (а - без замораживания (контроль), б - с замораживанием): 1 - зерно крахмала; 2 - белковая матрица; 3 - воздушная полость; 4 - следы воздействия амилолитических ферментов

Во всех образцах наблюдали следы воздействия амилолитических ферментов в виде небольших углублений на поверхности крахмальных зерен. В опытной пробе их было несколько меньше, что обусловлено воздействием низких температур, которые значительно снижают активность амилолитических ферментов по сравнению с контролем. При этом следы их воздействия наиболее четко видны в образце без предварительного замораживания, в пробе с замораживанием - они менее заметны. Возможно, что при размораживании активность амилолитических ферментов проявляется в меньшей степени.

Из микрофотографий мякиша всех образцов изделий видно, что его межпо-ровые стенки состоят из сплошной массы денатурированного белка в виде пространственных вытянутых пленок с вкрапленными зернами крахмала, и прослой-

ками воздуха (рисунок 4.100). При этом во всех пробах отсутствовали четко различимые отдельные зерна крахмала.

Установлено, что в мякише хлеба, приготовленного по способу 1 (контроль), наблюдались более мелкие поры в отличие от изделий, полученных по способам 3 и 4. Это обусловлено тем, что вокруг поверхности зерен клейстеризо-ванного крахмала в указанных опытных образцах находится воздушная прослойка, размер которой увеличивается в связи с уменьшением объема крахмальных зерен при замораживании, в результате чего структура мякиша уплотняется. Из опытных проб меньшим размером пор характеризовался мякиш хлеба, приготовленного по способу 2.

а)

в)

б)

г)

Рисунок 4.100 - Микроструктура мякиша хлеба через 3 ч после выпечки (*1000): а -способ 1 (контроль); б - способ 2; в - способ 3; г - способ 4 (1 - белковая матрица; 2 - воздушная полость)

На основе полученных данных электронной микроскопии выявлено, что выброженное тесто, предварительно подвергшееся заморозке, отличалось более

мелкими размерами крахмальных зерен, меньшим числом воздушных полостей и следов воздействия амилолитических ферментов по сравнению с контрольным образцом. В хлебобулочных изделиях, приготовленных на основе замороженных полуфабрикатов, наблюдались воздушные полости больших размеров.

4.3.6 Исследование структурно-механических свойств, связанной влаги, микробиологической чистоты, состава ароматобразующих веществ в изделиях

Качество пищевых продуктов характеризуют наряду с органолептическими и физико-химическими показателями, предусмотренными требованиями действующей нормативной и технической документации, также показатели структурно-механических свойств мякиша хлеба: упругость, эластичность, пластичность. Сведений о влиянии разных способов замораживания на реологические свойства мякиша зернового хлеба недостаточно.

Поэтому задачей исследований явилось определение структурно-механических свойств мякиша хлеба, приготовленного на основе полуфабрикатов из биоактивированного зерна пшеницы, замороженных четырьмя способами: 1 -без замораживания (контроль); 2 - после замеса; 3 - повышенной степени готовности (на 70-75 %, полувыпеченных); 4 - полностью выпеченных изделий. Тесто замешивали по рецептуре, приведенной в приложении К, таблица 33. Способы приготовления замороженных полуфабрикатов описаны в подразделе 2.3. В соответствии с поставленной задачей определяли влияние хранения в течение 48 ч хлеба, приготовленного с применением разных способов замораживания, на изменение показателей реологических свойств мякиша хлеба из биоактивированного зерна пшеницы по методикам, указанным в подразделе 2.4.

Установлено, что через 3 ч хранения максимальные значения общей (0,55 мм), упругой (0,47 мм) деформации, относительной упругости (85,5 %) наблюдались в образцах, приготовленных по способам 1 и 4 (таблица 4.33). Через 48 ч после выпечки во всех пробах общая деформация или сжимаемость, а также

эластическая и упругая деформация мякиша уменьшались, а пластическая деформация увеличивалась.

Мякиш хлеба, приготовленного по способу 2, через 3 ч и 48 ч после выпечки характеризовался меньшими значениями общей, упругой и эластической деформаций по сравнению с образцами, полученными по способам 1, 3 и 4. Это обусловлено тем, что при замораживании теста после замеса, хранении при низких температурах и последующего размораживания происходит деструкция биополимеров зерна, их гидролиз, что приводит к получению хлеба с пониженными значениями показателей структурно-механических свойств мякиша.

Таблица 4.33 - Значения реологических свойств мякиша хлеба на основе замороженных полуфабрикатов из биоактивированного зерна пшеницы

Наименования структурно-механических свойств Значения структурно-механических св в зависимости способов замо ойств мякиша хлеба )аживания

1 (контроль) 2 3 4 1 (контроль) 2 3 4

че] )ез 3 ч после выпечки через 48 ч после выпечки

Упругая деформация, <ур, мм 0,47 0,36 0,40 0,47 0,45 0,27 0,35 0,43

Эластическая деформация, вэл , мм 0,06 0,05 0,06 0,06 0,05 0,04 0,05 0,05

Пластическая деформация, епл,, мм 0,02 0,03 0,02 0,02 0,03 0,04 0,03 0,03

Общая деформация, £общ, мм 0,55 0,44 0,48 0,55 0,53 0,35 0,43 0,51

Относительная упругость У, % 85,5 81,8 83,3 85,5 84,9 77,1 81,4 84,3

Относительная эластичность Э, % 10,9 11,4 12,5 10,9 9,4 11,4 11,6 9,8

Относительная пластичность П, % 3,6 6,8 4,2 3,6 5,7 11,5 7,0 5,9

Общая, упругая деформации у проб, приготовленных по способу 4, имели большие значения, чем образец, полученный по способу 3. Известно, что в результате первой стадии клейстеризации зерна крахмала становятся набухшими, дефор-

мированными, однако, не все они клейстеризуются из-за дефицита влаги в хлебе. Допекание полуфабриката повышенной степени готовности (способ 3) до температуры в центре мякиша 97-98 °С вызывает во всей массе крахмальных зерен их деформацию, что объясняется активностью механохимического гидролиза и начавшимся процессом вторичной клейстеризации крахмала [104]. При разогревании изделия (способ 4) до температуры в центре мякиша 50 °С структура зерен крахмала почти не изменяется и близка к структуре до замораживания (контрольного образца), что не существенно влияет на реологические характеристики изделий.

При хранении изделий наряду с изменением структурно-механических свойств мякиша изменяются и его гидрофильные свойства.

Поэтому задачей дальнейших исследований явилось определение изменения содержания связанной влаги в изделиях из биоактивированного зерна пшеницы на основе замороженных полуфабрикатов, приготовленных по четырем способам: 1 - хлеб «Колосок» (контроль без замораживания), 2 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного теста после замеса), 3 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного полуфабриката повышенной степени готовности), 4 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного выпеченного хлеба). Способы приготовления замороженных полуфабрикатов описаны в подразделе 2.3. В готовых изделиях определяли через 3 и 72 ч хранения связанную влагу по методикам, указанным в подразделе 2.4.

При исследовании изменения в процессе хранения изделий характера изменения содержания связанной воды выявлено, что ее количество снижалось во всех образцах, но с разной скоростью (рисунок 4.101). Наибольшее содержание связанной влаги через 3 ч после выпечки было отмечено у хлеба «Колосок» (способ 1) и хлеба «Айсбрэд» (способ 2), которое составило - 1,2 г/г СВ, наименьшее - у образца, приготовленного по способу 3 - 0,9 г/г СВ. Через 72 ч хранения в пробе, полученной по способу 2, содержание связанной воды было меньше на 9 %, по способу 3 - на 36 % и по способу 4 - на 18 % по сравнению с контрольным образцом (1,1 г/г СВ). Это обусловлено большей миграцией влаги в опытных образцах и ее перераспределением между крахмалом и клейковинными белками.

Рисунок 4.101 - Изменение содержания связанной воды в процессе хранения хлеба: 1 -«Колосок» (контроль); 2 - «Айсбрэд» (способ 2); 3 - «Айсбрэд» (способ 3); 4 - «Айсбрэд» (способ 4)

Наименьшее значение содержания связанной воды в хлебе «Айсбрэд», полученном по способу 3, связано с тем, что крахмал его клейстеризуется на первом (до степени готовности на 70-75 %) и втором (допекании) этапе выпечке. При хранении изделия клейстеризованный крахмал отдает поглощенную им влагу в большей степени, переходя в кристаллическое состояние, что ускоряет процесс черствения хлеба.

Для гарантии качества хлебобулочного изделия также обязательным условием является обеспечение его безопасности, в т. ч. микробиологической.

Поэтому задачей дальнейших исследований явилась сравнительная оценка микробиологических показателей в процессе хранения изделий из биоактивированного зерна пшеницы, приготовленных по четырем способам: 1 - хлеб «Колосок» (контроль без замораживания), 2 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного теста после замеса), 3 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного полуфабриката повышенной степени готовности), 4 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного выпеченного хлеба). Способы приготовления замороженных полуфабрикатов описаны в подразделе 2.3. В готовых изделиях через 3 и 48 ч хранения определяли КМАФАнМ, наличие плесени, дрожжей, картофельной болезни по методикам,

представленным в подразделе 2.4, а так же визуально определяли появление плесени в весенний период.

Установлено, что в хлебе после 3 ч хранения, приготовленного по способу 2, общая обсемененность была больше в 18 раз, по способу 3 - в 58 раз, по способу 4 -в 30 раз соответственно по сравнению с контрольным образцом (таблица 4.34). Через 48 ч хранения в контрольной пробе КМАФАнМ увеличилось в 4,5 раза, в образце, приготовленном по способу 2 - в 1,8 раза, по способу 3 - в 2,9 раза, по способу 4 - в 4,0 раза по сравнению с соответствующими значениями в хлебе через 3 ч после выпечки.

Большая микробиологическая чистота хлеба, приготовленного по способу 2, по сравнению с образцами, полученными по способам 3 и 4, обусловлена, во-первых, тем, что при хранении пробы (способ 3) высвобождается больше свободной воды, которая способствует развитию микроорганизмов, во-вторых, образцы, полученные по способам 3 и 4 после заморозки подвергнуты менее продолжительному температурному воздействию (7 мин) и (5 мин) соответственно по сравнению с пробой, приготовленной по способу 2, которую после замораживания выпекали в течение 15 мин (при массе тестовой заготовки 0,07 кг).

Таблица 4.34 - Микробиологические показатели хлеба из биоактивированного зерна пшеницы

Микробиологические показатели Значения показателей в хлебобулочных изделиях

через 3 часа после выпечки через 48 ч после выпечки

приготовленных по способу

1 (контроль) 2 3 4 1(контроль) 2 3 4

КМАФАнМ, КОЕ/г 0,1-102 1,8-102 5,8-102 3-102 0,45-102 3,2-102 17,0-102 12,0-102

Плесени, КОЕ/г Менее 10

Дрожжи, КОЕ/г Менее 10

Были установлены незначительные различия по наличию плесени в исследуемых образцах. В весенний период времени в хлебе, приготовленном по способу 1 (контроль) и 2, она появлялась на шестые сутки хранения, по способу 3 и 4 -на пятые сутки. При хранении изделий в течение 48 ч ни в одном из исследуемых

образцов картофельная болезнь не была обнаружена, количество плесневых грибов и дрожжей не превышало 10 КОЕ/г.

Важными показателями качества хлеба, влияющими на объемы производства и реализации хлебобулочных изделий, являются также вкус и аромат [336]. Арома-тобразующие вещества содержатся уже в биоактивированном зерне пшеницы. Однако аромат хлеба на его основе формируется преимущественно на стадии приготовления теста и в процессе его брожения, а также при расстойке и выпечке.

Задачей дальнейших исследований явилось определение количественного и качественного состава ароматобразующих веществ в хлебе, приготовленном по четырем способам: 1 - хлеб «Колосок» (контроль, без замораживания), 2 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного теста после замеса), 3 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного полуфабриката повышенной степени готовности), 4 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного выпеченного хлеба). Способы приготовления замороженных полуфабрикатов описаны в подразделе 2.3. Содержание ароматоб-разующих веществ определяли по методике, указанной в подразделе 2.5.

Тестируемые образцы изделий не обладали идентичным запахом, что обусловлено разным составом легколетучих соединений в РГФ над ними. Установлено, что интенсивность аромата хлеба, приготовленного по способу 2, была меньше на 37 %, по способу 3 - на 29 %, по способу 4 - на 35 % по сравнению с контролем (1381 Гц-с) (рисунок 4.102).

Из опытных образцов наименьшая интенсивность аромата наблюдалась в пробе, приготовленной по способу 2 (871 Гц-с). Это обусловлено тем, что при замораживании теста часть дрожжевых клеток погибает, в результате в процессе брожения и расстойки полуфабрикатов в нем накапливается меньше ароматических веществ. В образцах, полученных по способам 3 и 4, меньшая интенсивность аромата по сравнению с пробой, приготовленной по способу 1, связана с тем, что допекание (способ 3) и прогревание (способ 4) хлеба также способствуют улетучиванию части вкусоароматических веществ. Проба, приготовленная по способу 3, содержит на 9 % больше ароматических веществ, чем образец, полученный по спо-

собу 4 (895 Гц-с). Это обусловлено тем, что при допекании продолжаются процессы накопления вкусоароматических веществ.

а)

S1 Гц

б) S1 Гц

S8 S2

Рисунок 4.102 - «Визуальные отпечатки» максимальных сигналов сенсоров в РГФ над образцами (сенсоры: - поливинилпирролидон (ПВП), Б2 - полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГС), Б3 - дициклогексан-18-краун-6 (18-К-6), Б4 - полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000), Б5 - Тритон Х-100 (ТХ-100), Б6 - полиэтиленгликоль адипинат (ПЭГА), Б7 - Tween 40, Б8 - триоктилфос-финоксид (ТОФО)) по способу: а - 1 (контроль), б - 2, в - 3, г - 4

Исследуемые изделия отличались по содержанию в РГФ отдельных групп соединений (таблица 4.35). При сравнении контрольных и опытных образцов выявлено, что проба, приготовленная по способу 1, содержала больше летучих аминов и ароматических соединений, меньше - кислородсодержащих спиртов, кетонов по сравнению с образцами, полученными по способам 2, 3 и 4. Содержание алифатических кислот, спиртов и кислот было практически одинаково во всех пробах.

Самым насыщенным ароматом обладал контрольный образец, который получали по традиционной технологии. При этом особо интенсивно ощущаемые

компоненты аромата можно найти среди летучих аминов, которые несколько ухудшают запах хлеба. В хлебе «Айсбрэд» их содержание было меньше, особенно в образцах, полученных по способу 3 и 4, что свидетельствует о том, что замораживание полувыпеченного и выпеченного изделия в большей степени влияет на снижение количества летучих аминов.

Таблица 4.35 - Доля отдельных соединений и классов веществ в равновесной газовой фазе над образцами хлеба

Наименование хлеба Количество легколетучих соединений, % мас.

Влага, сильнополярные органические соединения (81) Летучие амины (82) Кислородсодержащие (83) Кетоны, спирты, альдегиды (84) Серосодержащие соединения (85) Спирты, кислоты (86) Алифатические кислоты (87) Ароматические соединения (88)

«Колосок» (способ 1) 23,5 16,5 10,0 2,9 11,2 11,2 8,8 15,9

«Айсбрэд» (способ 2) 22,1 16,2 10,3 3,7 11,0 11,8 9,6 15,4

«Айсбрэд» (способ 3) 28,7 11,3 12,7 3,3 12,0 11,3 8,7 12,0

«Айсбрэд» (способ 4) 29,5 13,7 10,1 4,3 9,4 12,2 8,6 12,2

На основе проведенных исследований выявлено, что при хранении зернового хлеба, приготовленного на основе замороженных полуфабрикатов, ухудшаются структурно-механические свойства мякиша и микробиологические показатели, снижается содержание связанной влаги, а, следовательно, изделия черствеют быстрее по сравнению с хлебом без заморозки. Установлено, что замораживание теста, полуфабрикатов повышенной степени готовности и хлеба снижает содержание в них ароматических веществ, в том числе летучих аминов, ухудшающих запах изделия.

Однако замораживание позволяет увеличить продолжительность их хранения в условиях морозильной камеры. При этом рекомендуется употреблять изделия, которые были приготовлены из замороженных полуфабрикатов в течение двух суток после выпечки. Хлеб «Айсбрэд», полученный на основе замороженных выпеченных изделий, обладал наилучшими реологическими свойствами мякиша

(наиболее близкими к образцу без заморозки) и приготовленный из замороженного теста, характеризовался наибольшими значениями содержания связанной влаги и меньшей микробиологической обсемененностью. Наибольшей интенсивностью аромата из опытных образцов характеризовался хлеб «Айсбрэд», приготовленный на основе полуфабрикатов повышенной степени готовности.

4.3.7 Влияние продолжительности хранения замороженного теста на его свойства и качество зернового хлеба

При использовании технологии глубокой заморозки теста главной является проблема выживания дрожжевых клеток во время замораживания, хранения при отрицательных температурах и последующего размораживания. Сохранение клеток бродильной микрофлоры в активном состоянии обеспечивает хорошее качество хлебобулочных изделий. Значительное наличие мертвых дрожжевых клеток, источника глутатиона, приводит к ослаблению клейковинного каркаса, что снижает газоудерживающую способность и формоустойчивость полуфабрикатов.

На степень повреждения дрожжевых клеток могут влиять различные факторы, такие как вид дрожжей, процесс брожения теста перед замораживанием, скорость заморозки, продолжительность нахождения в пределе температур от (-3) до (-12) °С и т. д. [72, 103].

Задачей исследований явилось определение изменения содержания мертвых клеток дрожжей в процессе хранения замороженного теста из биоактивированного зерна пшеницы путем применения метода прямого микроскопирования, описанного в подразделе 2.4. Исследовали следующие образцы: 1 - тесто для хлеба «Колосок» (контроль, без заморозки) и замороженное после замеса тесто для хлеба «Айсбрэд» в течение: 2 - 7 сут, 3 - 14 сут, 4 - 21 сут, 5 - 28 сут. Способ замораживания полуфабрикатов сразу после замеса, их хранения и размораживания изложен в подразделе 2.3.

В начале исследований проводили микроскопирование дрожжевой суспензии (соотношение дрожжей хлебопекарных прессованных и воды 1:1), идущей на

приготовление теста. На рисунке 4.103 а четко видны многочисленные клетки дрожжей овальной формы. Выявлено, что в данной пробе содержание мертвых клеток дрожжей составило 10,3 %.

а)

б)

в)

я? №>

у <&>>

" * ОЬ

<Р • а"»

. 1

- '4 р?

г»

г)

д)

1 ^ мертвые клетки дрожжей

Рисунок 4.103 — Наличие мертвых клеток дрожжей в суспензии (а) и тесте без заморозки (б), с заморозкой в течение 7 сут (в), 14 сут (г), 21 сут (д)

Далее было установлено, что с увеличением времени замораживания полуфабрикатов содержание мертвых клеток дрожжей в них увеличивалось (рисунок 4.103 в, г, д, таблица 4.36). Самое низкое значение наблюдалось в образце 1 (контроль) - 12,2 %, которое по сравнению с опытными образцами 2, 3, 4 и 5 было выше соответственно на 5,9; 9,4; 14,2 и 29,0 %.

Таблица 4.36 - Содержание мертвых клеток дрожжей в тесте из биоактивированного зерна пшеницы

Образец Содержание мертвых клеток, %

1 12,2*

2 18,1*

3 21,6*

4 26,4*

5 41,2*

* В том числе 10,3 % мертвых клеток дрожжей содержится в суспензии (при соотношении дрожжей хлебопекарных прессованных и воды 1:1), идущей на приготовление теста

Выявлено, что наиболее резкое повышение числа мертвых клеток наблюдалось в пробах, замороженных в течение 28 сут. Увеличение их содержания в образцах 2, 3, 4 и 5 связано с тем, что мелкие кристаллы льда, образующиеся при понижении температуры, с течением времени превращаются в более крупные, вследствие этого происходит нарушение структуры протоплазмы и механическое повреждение мембраны дрожжевых клеток, в результате чего они погибают.

В технологии приготовления хлеба, включающей стадию заморозки, важным также является такой показатель, как содержание глутатиона в дрожжах. Из-за высокого перепада температур диффузия неконтролируемого количества глу-татиона из дрожжевых клеток может привести к ослаблению свойств теста, вследствие чего будет ухудшаться качество изделий.

Поэтому задачей исследований явилось определение изменения содержания глутатиона в процессе хранения замороженного теста из биоактивированного зерна пшеницы по методике, описанной в подразделе 2.4. Исследовали следующие образцы: 1 - тесто для хлеба «Колосок» (контроль, без заморозки) и замороженное после замеса тесто для хлеба «Айсбрэд» в течение: 2 - 7 сут, 3 - 21 сут, 4 -28 сут. Способ замораживания полуфабрикатов сразу после замеса, их хранения и размораживания изложен в подразделе 2.3.

Установлено, что с увеличением продолжительности хранения замороженного теста содержание глутатиона в окисленной форме уменьшалось, а в восстановленной повышалось в образце 2, 3 и 4 на 1,6; 7,4 и 7,8 % соответственно по сравнению с контрольным образцом (рисунок 4.104).

При производстве изделий из замороженного теста, предусматривающего применение дрожжей, одной из важных проблем также является снижение их биотехнологических свойств в результате воздействия низких температур на полуфабрикаты [36, 107]. Бродильная активность дрожжей влияет на длительность брожения, физико-химические свойства полуфабриката, а, следовательно, качество получаемого продукта.

а) 50,2

49,8

^ Окисленный глутатион я Восстановленный глутатион

б)

51,8

48,2

ШШШнни.. уШ1шшш!1щ

ш

* Окисленный глутатион и Восстановленный глутатион

в)

57,6

42,4

г)

58

42

^ Окисленный глутатион яя Восстановленный глутатион

"П!!Р

и Окисленный глутатион в Восстановленный глутатион

Рисунок 4.104 - Содержание окисленного и восстановленного глутатиона, %, в тесте без заморозки (а), с заморозкой в течение 7 сут (б), 21 сут (в), 28 сут (г)

Поэтому задачей исследований явилось определение изменения бродильной активности дрожжевых клеток в процессе хранения замороженного теста из биоактивированного зерна пшеницы. Исследовали следующие образцы: 1 - тесто для хлеба «Колосок» (контроль, без заморозки) и замороженное после замеса тесто для хлеба «Айсбрэд» в течение: 2 - 7 сут, 3 - 14 сут, 4 - 21 сут, 5 - 28 сут. Способ приготовления замороженных полуфабрикатов (сразу после замеса), их хранения и размораживания описан в подразделе 2.3. О бродильной активности дрожжей судили по объему выделенного диоксида углерода на ризографе, который определяли по методике, описанной в подразделе 2.4.

Из рисунка 4.105 видно, что наилучшая бродильная активность наблюдалась в контроле. Данный образец не проходил стадию заморозки, поэтому дрожжи отличались лучшей интенсивностью газообразования. Опытные образцы уступали контрольному по объему выделенного диоксида углерода. Так, через 120 мин брожения его количество в пробе, замороженной в течение 7, 14, 21 и 28 сут, было меньше в 1,4; 1,5; 2,5 и 2,8 раза соответственно по сравнению с тестом без заморозки. Клеточная оболочка дрожжей в образцах, замороженных в те-

чение 7, 14 сут, повреждалась кристаллами льда в меньшей степени за счет наличия в них трегалозы, придающей ей гибкость, а следовательно, дрожжи в указанных пробах обладали большей бродильной активностью. 120

О

О

л н о о X ю X

£ ей

5

X л

ч к

э

РР

100 80 60 40 20 0

к

1'п \\

!

■ контроль = 7 сут >14 сут 21 сут □ 28 сут

15 30 45 60 75 90 105 120 Продолжительность брожения, мин

Рисунок 4.105 - Изменение объема диоксида углерода при брожении теста без заморозки (контроль) и с заморозкой в течение 7 сут; 14 сут; 21 сут; 28 сут

Задачей дальнейших исследований явилось определение влияния продолжительности хранения замороженных полуфабрикатов на качество хлеба из биоактивированного зерна пшеницы. Исследовали следующие образцы: 1 - хлеб «Колосок» (контроль, без заморозки) и хлеб «Айсбрэд», приготовленный из замороженного теста в течение: 2 - 7 сут, 3 - 14 сут, 4 - 21 сут. Способ приготовления замороженных полуфабрикатов (сразу после замеса), их хранения и размораживания, брожения, расстойки тестовых заготовок массой 0,07 кг и выпечки описан в подразделе 2.3. В готовых изделиях определяли органолептические и физико-химические показатели качества через 20 ч после выпечки по методикам, указанным в подразделе 2.4.

Установлено, что по органолептическим показателям изделия практически не отличались (приложение К, таблица 36). Кислотность мякиша опытных образцов была ниже на 14,0 % по сравнению с контролем (3,5 град), что обусловлено приготовлением их на основе замороженного теста, в котором процесс кислото-накопления проходил более медленно. Наибольшим удельным объемом обладала

контрольная проба (258 см /100 г). При продолжительности хранения замороженных полуфабрикатов от 7 до 21 сут удельный объем хлеба, полученный на их основе, снижался от 9,3 до 12,0 % по сравнению с пробой без заморозки.

Таким образом, установлено, что при хранении в течение 28 сут замороженного теста из биоактивированного зерна пшеницы содержание мертвых клеток дрожжей (особенно на 28 сут) и количество восстановленного глутатиона в нем увеличивается, бродильная активность дрожжевых клеток снижается. При этом заморозка полуфабрикатов в течение 7 и 14 сут в меньшей степени снижает накопление в нем диоксида углерода при брожении. Увеличение продолжительности хранения замороженного теста на 14 сут приводит к снижению удельного объема хлеба «Айсбрэд», полученного на его основе, на 2,7 %.

На основе проведенных исследований рекомендовано для хлеба «Айсбрэд» замороженное тесто хранить не более 21 сут, т. к. в течение указанного периода в меньшей степени накапливается содержание мертвых клеток, глутатиона, сохраняется достаточная бродильная активность дрожжевых клеток и незначительно снижается значение удельного объема хлеба.

4.3.8 Определение гликемического индекса и перевариваемости белков мякиша зернового хлеба

Задачей исследований явилась сравнительная оценка гликемического индекса изделий из биоактивированного зерна пшеницы, приготовленных по четырем способам: 1 - хлеб «Колосок» (контроль, без замораживания), 2 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного теста после замеса), 3 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного полуфабриката повышенной степени готовности), 4 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного выпеченного хлеба). Способы приготовления замороженных полуфабрикатов описаны в подразделе 2.3. Гликемический индекс (ГИ) определяли по методике, описанной в подразделе 2.5. За эталон принимали глюкозу, ГИ которой составляет 100 %.

Через 30 мин после употребления хлеба, приготовленного по способу 2, уровень глюкозы в крови поднимался в наибольшей степени (6,0 ммоль/л) по сравнению с остальными пробами (таблица 4.37). При дальнейших исследованиях наблюдалось снижение уровня глюкозы в крови при употреблении всех образцов. Таблица 4.37 - Уровень глюкозы в крови (р < 0,05)

Наименование продукта Средний уровень глюкозы в крови, ммоль/л, после приема продукта, мин

натощак 30 60 90 120

Хлеб «Колосок» (способ 1) 4,7±0,2 5,8±0,3 5,3±0,2 5,0±0,2 4,9±0,2

Хлеб «Айсбрэд» (способ 2) 4,7±0,2 6,0±0,3 5,4±0,3 5,1±0,3 5,0±0,3

Хлеб «Айсбрэд» (способ 3) 4,7±0,2 5,9±0,3 5,3±0,3 5,1±0,3 4,9±0,2

Хлеб «Айсбрэд» (способ 4) 4,7±0,2 5,9±0,3 5,3±0,3 5,0±0,2 4,9±0,2

Чистая глюкоза 4,7±0,2 8,3±0,4 6,7±0,3 5,9±0,3 5,5±0,3

Установлено, что контрольные и опытные пробы незначительно отличались по гликемическому индексу (рисунок 4.106). При этом наименьшим значением данного показателя характеризовался хлеб «Колосок» (32,5 %), наибольшим - хлеб «Айсбрэд», полученный по способу 2 (35,3 %). Более высокий уровень ГИ у хлеба «Айсбрэд», приготовленного по способу 2, обусловлен тем, что, во-первых, при замораживании теста часть дрожжевых клеток погибает, что приводит к недостаточному сбраживанию сахаров и, во-вторых, при последующем хранении при низкой температуре и размораживании происходит длительный процесс распада крахмала. ГИ у хлеба «Айсбрэд», полученного по способам 3 и 4, также был незначительно выше контрольного образца. Это связано с тем, что при замораживании хлебобулочных изделий происходит более длительная деструкция макромо-лекулярной цепи крахмала, в результате чего образуется больше декстринов и моно-, дисахаридов. При этом последние способствуют повышению уровня сахара в крови.

Полученные значения ГИ зернового хлеба «Айсбрэд», приготовленного на основе замороженных полуфабрикатов, являются низкими согласно классификации Всемирной организации здравоохранения (< 55 %).

Рисунок 4.106 - Гликемический индекс продуктов: 1 - хлеб «Колосок» (контроль); 2 - хлеб «Айсбрэд» (способ 2); 3 - хлеб «Айсбрэд» (способ 3); 4 - хлеб «Айсбрэд» (способ 4); 5 - чистая глюкоза

Задачей дальнейших исследований явилось определение перевариваемости белков мякиша изделий из биоактивированного зерна пшеницы, приготовленных по четырем способам: 1 - хлеб «Колосок» (контроль, без замораживания), 2 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного теста после замеса), 3 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного полуфабриката повышенной степени готовности), 4 - хлеб «Айсбрэд» (на основе замороженного выпеченного хлеба). Способы приготовления замороженных полуфабрикатов описаны в подразделе 2.3. Для оценки пере-вариваемости белков мякиша хлеба определяли биотический потенциал популяции Paramecium caudatum и стандартизованную относительную биологическую ценность (показатель, характеризующий переваримость белков продукта) по методикам, указанным в подразделе 2.5.

Мониторинг состояния популяции P. caudatum, развивавшейся в экспериментальных субстратах с содержанием протеинов 1, 2 и 4 мг/см показал отсутствие биоцидного действия по отношению к инфузориям. Подсчет численности инфузорий культивировавшихся на субстрате, содержащем хлебобулочные изделия, относительно субстрата на основе яичного белка, выявил меньшую генеративную функцию на всех точках от 31 до 57 % при исследуемых концентрациях (таблица 4.38).

Таблица 4.38 - Численность популяции Р. еаЫаШш, культивируемой в среде на

основе яичного белка и зернового хлеба (р < 0,05)

Содержание белка, мг/см3 Численность популяции при времени экспозиции, ч

24 48 72 96

в среде на основе яичного белка

1,0 21900±1009 28900±1110 38100±1050 37550±1050

2,0 27700±1060 38650±1009 44100±1140 41300±1120

4,0 29600±1109 60250±1070 56300±1290 69400±1350

в среде на основе хлеба «Колосок» (способ 1)

1,0 6789±1050 13583±1009 16383±1060 15020±1050

2,0 9418±1070 19325±1009 19404±1050 17346±1110

4,0 10360±1140 30728±1060 27587±1070 29842±1060

в среде на основе хлеба «Айсбрэд» (способ 2)

1,0 7446±1070 13583±1290 15621±1060 15396±1120

2,0 9972±1050 18552±1070 20286±1140 16520±1350

4,0 11544±1060 31330±1140 30402±1290 28454±1060

в среде на основе хлеба «Айсбрэд» (способ 3)

1,0 7665±1140 14450±1050 15621±1060 14269±1290

2,0 10249±1050 19712±1009 20286±1009 16933±1060

4,0 11840±1009 33138±1140 29839±1140 29148±1350

в среде на основе хлеба «Айсбрэд» (способ 4)

1,0 7665±1009 15028±1050 18288±1350 16522±1120

2,0 9972±1009 20871±1009 22050±1110 17759±1050

4,0 12136±1110 34343±1110 30402±1290 30536±1120

Хлеб «Колосок» (способ 1) в % к яичному белку

1,0 31 47 43 40

2,0 34 50 44 42

4,0 35 51 49 43

Хлеб «Айсбрэд» (способ 2) в % к яичному белку

1,0 34 47 41 41

2,0 36 48 46 40

4,0 39 52 54 41

Хлеб «Айсбрэд» (способ 3) в % к яичному белку

1,0 35 50 41 38

2,0 37 51 46 41

4,0 40 55 53 42

Хлеб «Айсбрэд» (способ 4) в % к яичному белку

1,0 35 52 48 44

2,0 36 54 50 43

4,0 41 57 54 44

Биотический потенциал инфузорий, культивируемых на субстрате, содержащем хлебобулочные изделия, во всех исследуемых концентрациях был значи-

тельно ниже, чем на субстрате, содержащем яичный белок на протяжении всего жизненного цикла (таблица 4.39).

Таблица 4.39 - Биотический потенциал P. caudatum, культивировавшейся в среде

на основе яичного белка и зернового хлеба (р < 0,05)

Содержание белка, мг/см3 Время экспозиции, часы

24 48 72 96

в среде на основе яичного белка

1,0 0,46±0,006 0,30±0,011 0,27±0,011 0,20±0,006

2,0 0,58±0,010 0,40±0,010 0,31±0,010 0,22±0,004

4,0 0,62±0,009 0,63±0,007 0,39±0,010 0,36±0,005

в среде на основе хлеба «Колосок»

1,0 0,14±0,009 0,14±0,006 0,11±0,011 0,08±0,010

2,0 0,19±0,010 0,20±0,010 0,13±0,009 0,09±0,009

4,0 0,22±0,011 0,32±0,006 0,19±0,011 0,16±0,006

в среде на основе хлеба «Айсбрэд» (способ 2)

1,0 0,16±0,009 0,14±0,010 0,11±0,004 0,08±0,011

2,0 0,21±0,006 0,19±0,009 0,14±0,010 0,09±0,004

4,0 0,24±0,006 0,33±0,011 0,21±0,010 0,15±0,009

в среде на основе хлеба «Айсбрэд» (способ 3)

1,0 0,16±0,011 0,15±0,009 0,11±0,010 0,07±0,009

2,0 0,21±0,010 0,21±0,011 0,14±0,005 0,09±0,006

4,0 0,25±0,005 0,35±0,006 0,21±0,006 0,15±0,011

в среде на основе хлеба «Айсбрэд» (способ 4)

1,0 0,16±0,009 0,16±0,011 0,13±0,005 0,09±0,011

2,0 0,21±0,011 0,22±0,006 0,15±0,010 0,09±0,007

4,0 0,25±0,011 0,36±0,005 0,21±0,004 0,16±0,009

Хлеб «Колосок» (способ 1) в % к яичному белку

1,0 31 47 43 40

2,0 34 50 44 42

4,0 35 51 49 43

Хлеб «Айсбрэд» (способ 2) в % к яичному белку

1,0 34 47 41 41

2,0 36 48 46 40

4,0 39 52 54 41

Хлеб «Айсбрэд» (способ 3) в % к яичному белку

1,0 35 50 41 38

2,0 37 51 46 41

4,0 40 55 53 42

Хлеб «Айсбрэд» (способ 4) в % к яичному белку

1,0 35 52 48 44

2,0 36 54 50 43

4,0 41 57 54 44

Стандартизованную относительную биологическую ценность зернового хлеба рассчитывали через 48 ч инкубации при уровне белка в среде культивирования

-5

4 мг/см , т. к. на данном этапе биотический потенциал Р. саМаШт в среде на основе хлеба «Колосок» достигал максимума 0,32±0,006, в среде на основе хлеба «Айсбрэд» по способу 2 - 0,33±0,011, по способу 3 - 0,35±0,006, по способу 4 -0,36±0,005.

Установлено, что стандартизованная относительная биологическая ценность хлеба «Колосок» по сравнению с хлебом «Айсбрэд», приготовленным по способу 2, меньше на 1 %, по способу 3 - на 4 % и по способу 4 - 6 %, а, следовательно, перевариваемость белков мякиша хлеба опытных образцов выше, чем у контрольного (таблица 4.40).

При этом наибольшее значение исследуемого показателя наблюдалось в образце, полученном по способу 4, что обусловлено протеканием в нем в большей степени деструкции белков при низких температурах, приводящее к структурным их изменениям, в результате чего они лучше перевариваются.

Таблица 4.40 - Стандартизованная относительная биологическая ценность зернового хлеба по результатам оценки на Р. саМаШт

Наименование образца Стандартизованная относительная биологическая ценность, %

Яичный белок 100

Хлеб «Колосок» (способ 1) 51

Хлеб «Айсбрэд» (способ 2) 52

Хлеб «Айсбрэд» (способ 3) 55

Хлеб «Айсбрэд» (способ 4) 57

На основе проведенных исследований выявлено, что при приготовлении хлеба «Айсбрэд» путем применения технологии глубокой заморозки гликемиче-ский индекс незначительно повышается. При этом его значения являются низкими согласно классификации Всемирной организации здравоохранения, что позволяет рекомендовать включать хлеб «Айсбрэд» в рацион питания людей для профилактики сахарного диабета. Кроме того, применение ранее выбранных способов замораживания в технологии зернового хлеба позволяет повысить перевариваемость его белков на 1-6 %.

4.3.9 Технология приготовления зернового хлеба путем замораживания полуфабрикатов и готовых изделий, построение циклограмм выбранных способов замораживания

Подготовка сырья по производству хлеба «Айсбрэд» включает подготовку дрожжей хлебопекарных прессованных, соли пищевой, сухой пшеничной клейковины, аскорбиновой кислоты, масла растительного, сыворотки молочной, воды в соответствии с «Технологическими инструкциями по производству хлебобулочных изделий», М., 2008 г.

Подготовка зерна для приготовления теста осуществляется следующим образом. Пшеницу, очищенную от примесей, промывают, выдерживают (23±1) ч в воде температурой (19±1) °С (смена воды 3-5 раз), проращивают в течение (10,5±0,5) ч, промывают, измельчают на диспергаторе Д-150 (диаметр отверстий матрицы не более 2 мм) и подают на замес полуфабриката.

Приготовление теста, замороженных полуфабрикатов и готовых изделий

Полуфабрикаты готовят из биоактивированного зерна пшеницы безопар-ным способом с применением сыворотки молочной в соответствии с рецептурой и параметрами заморозки по трем способам: 1 - замораживание теста после замеса, 2 - замораживание полуфабрикатов повышенной степени готовности (на 7075 %), 3 - замораживание готовых изделий, представленным в приложении К, таблица 37. Продолжительность размораживания полуфабрикатов и готовых изделий, приготовленных разными способами, указана в приложении К, таблица 37.

Разделка и выпечка зависят от способа замораживания. Продолжительность выпечки, допекания полуфабрикатов и прогревания готовых изделий указана в приложении К, таблица 37.

На основе результатов проведенных исследований построены циклограммы приготовления хлеба «Айсбрэд» путем применения трех способов замораживания (с размораживанием полуфабрикатов и готовых изделий перед допеканием и прогреванием соответственно) (рисунок 4.107, 4.108, 4.109).

1 - замес; 2 - замораживание; 3 - хранение; 4 - размораживание; 5 - брожение, формование и расстойка (тестовой заготовки массой 0,07 кг); 6 - выпечка

Рисунок 4.107 - Циклограмма процесса приготовления хлеба «Айсбрэд» на основе замороженного теста из биоактивированного зерна пшеницы

1 - замес, брожение, разделка, формование, расстойка (тестовой заготовки массой 0,07 кг); 2 - выпечка (до готовности на 70-75 %); 3 - замораживание; 4 -хранение; 5 - размораживание; 6 - допекание

Рисунок 4.108 - Циклограмма процесса приготовления хлеба «Айсбрэд» на основе замороженных полуфабрикатов повышенной степени готовности из биоактивированного зерна пшеницы

1 - замес, брожение, разделка, формование, расстойка (тестовой заготовки массой 0,07 кг); 2 - выпечка; 3 - замораживание; 4 - хранение; 5 - размораживание; 6 - прогревание

Рисунок 4.109 - Циклограмма процесса приготовления хлеба «Айсбрэд» на основе замороженного изделия из биоактивированного зерна пшеницы

Разработана и утверждена техническая документация (ТУ, ТИ, РЦ) на хлеб «Айсбрэд» (ТУ 9110-330-02068108-2015) (приложение В). Проведена промышленная апробация способа производства хлеба «Айсбрэд» в условиях ИП «Шага-нова О. В.» г. Воронежа (приложение А). Разработанная технология хлеба «Айсбрэд» внедрена на ИП «Шаганова О. В.» г. Воронежа (акт внедрения от 27.02.2017 г., приложение Б). Функциональная схема приготовления хлеба «Айсбрэд» с применением трех способов замораживания представлена на рисунке 4.110 (без предварительного размораживания полуфабрикатов и готовых изделий перед допека-нием и прогреванием соответственно). Аппаратурно-технологическая схема производства хлеба «Айсбрэд» с применением способа замораживания 2 и 3 представлена на рисунке 4.111.

Зерно пшеницы

Мойка

__* ч ^

Очистка

Зерновая примесь

Набухание 1= (19±1) °С; тн = 22-24 ч

Вода из разводной сети

Проращивание 1= (19±1) °С; тп = 11-12 ч

Измельчение

Аскорбиновая кислота

Дрожжи прессованные хлебопекарные

Соль пищевая

Вода питьевая

Сухая пшеничная клейковина

Масло растительное

Молочная сыворотка