Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научное обоснование и практические аспекты повышения качества мучных кондитерских изделий (МКИ) 15
1.1 Состояние и прогноз развития кондитерской отрасли России 15
1.2 Стратегия управления качеством мучных кондитерских изделий 30
1.3 Научные принципы создания инновационных технологий МКИ 43
1.4 Основные положения системного подхода при создании аграрно-пищевой технологии мучных кондитерских изделий (МКИ) 67
1.5 Научные основы формирования помольных партий муки 79
1.5.1 Классификация зерна 84
1.5.2 Основные характеристики зерна, влияющие на качественные показатели помольной партии муки 88
1.5.3 Анализ машинно-аппаратурных схем получения помольных партий муки с заданными показателями качества 91
1.6 Основные принципы кавитационной обработки пищевых систем 93
1.7 Современные методы проележиваемости полного жизненного цикла кондитерских технологий 102
1.8 Задачи исследований 108
Глава 2. Объекты и методы исследований 110
2.1 Схема проведения исследований 110
2.2 Краткая характеристика объектов исследования 112
2.3 Методы определения качественных показателей объектов исследования 113
Глава 3. Методология обоснования ассортимента мучных кондитерских изделий (МКИ) для их получения с заранее заданным соотношением компонентов, структурой и потребительскими свойствами 117
Глава 4. Диагностика функционирования существующих технологий МКИ (в том числе диагностика соответствующих подсистем) 138
4.1 Диагностика существующей технологии заварных пряников 138
4.2 Диагностика существующей технологии сахарного печенья 146
Глава 5. Принцип единого подхода к унифицированным однотипным операциям при производстве МКИ 150
5.1 Условия получения однородной смеси сыпучих компонентов 150
5.2 Рациональная технология кислого инвертного сиропа 158
5.2.1 Сравнительный анализ технологий инвертного сиропа 158
5.2.2 Приготовление инвертного сиропа в условиях кавитационной обработки 165
Глава 6. Прогрессивные технологии МКИ 174
6.1 Прогрессивная технология заварных пряников 174
6.2 Прогрессивная технология сахарного печенья 195
6.3 Диагностика прогрессивных технологий корпусов заварных пряников и сахарного печенья 211
6.3.1 Диагностика прогрессивной технологии корпусов заварных пряников 211
6.3.2 Диагностика прогрессивной технологии получения инвертного сиропа в условиях кавитационной обработки 214
6.3.3 Диагностика прогрессивной технологии сахарного печенья 215
Глава 7. Разработка инновационных технологий мучных кондитерских изделий 218
7.1 Инновационная технология заварных пряников 218
7.2 Инновационная технологии сахарного печенья 229
7.3 Диагностика инновационных технологий мучных кондитерских изделий 252
7.3.1 Диагностика инновационной технологии заварных пряников 252
7.3.2 Диагностика инновационной технологии сахарного печенья с использованием сахаро-жирового полуфабриката 255
Глава 8. Разработка сквозных аграрно-пищевых технологий мучных кондитерских изделий 257
8.1 Получение зерна и муки заданного качества 257
8.2 Сквозная аграрно-пищевая технология сахарного печенья 268
8.3 Диагностика сквозной аграрно-пищевой технологии 272
Глава 9. Практическое применение принципа прослеживаемости 275
Основные результаты и выводы 283
Список используемой литературы 288
- Состояние и прогноз развития кондитерской отрасли России
- Методология обоснования ассортимента мучных кондитерских изделий (МКИ) для их получения с заранее заданным соотношением компонентов, структурой и потребительскими свойствами
- Инновационная технология заварных пряников
- Практическое применение принципа прослеживаемости
Введение к работе
Актуальность проблемы. Основным направлением государственной политики в области здорового питания является создание условий, обеспечивающих удовлетворение в соответствии с требованиями медицинской науки потребностей различных групп населения в здоровом питании с учетом их традиций, привычек и экономического положения.
В работе обосновано одно из направлений успешного решения проблемы питания населения РФ путем создания сквозных аграрно-пищевых технологий мучных кондитерских изделий, соединяющих в единый системный комплекс процессы сельскохозяйственного и пищевого производств.
В качестве методологической базы принят принцип прослеживаемости показателей качества мучных кондитерских изделий на протяжении всего жизненного цикла технологической системы «от поля до потребителя».
В основу решения проблемы промышленного получения мучных кондитерских изделий с заданным стабильным составом в каждом единичном изделии и высокими потребительскими свойствами, отвечающими современным требованиям адекватного питания, положен комплексный подход, предусматривающий формирование развивающейся системы технологий с использованием определяющих положений системологии и физико-химической механики.
Основные положения системного подхода послужили основополагающей базой направленного ведения технологии мучных кондитерских изделий (МКИ) путем разделения сложных технологических процессов на простые операции, поддающиеся управлению.
С позиции физико-химической механики обоснованы принципы управления физико-химическими и структурно-механическими характеристиками сырья, полуфабрикатов и готовых изделий путем максимального дезагрегирования, диспергирования и равномерного
распределения компонентов в объеме обрабатываемой среды с целью увеличения активной поверхности раздела фаз.
Анализ научной, нормативной и технической литературы с целью определения приоритетных направлений развития технологий МКИ показал необходимость принципиального нового подхода к существующим технологиям.
Проведенный комплекс исследований и широкая апробация полученных результатов позволили поэтапно подойти к созданию прогрессивных сквозных аграрно-пищевых технологий мучных кондитерских изделий.
На первом этапе была разработана методика выбора объектов исследования по комплексной оценке совокупности внешних факторов (модель I, стр. 18), а по характеру влияния внутренних факторов (модель II, стр.19) определить условия обеспечения заданных потребительских свойств готовой продукции.
Показано, что одним из основных факторов повышения качества и стабилизации технологических потоков является реализация принципа единого подхода к технологиям мучных кондитерских изделий как к системе однотипных унифицированных операций.
Качественно важным фундаментальным направлением исследований, явилась адаптация существующих технологий МКИ к отечественному сельскохозяйственному сырью с большим диапазоном колебаний качественных показателей, которая была теоретически обоснована работами ГНУ НИИКП Россельхозакадемии.
В прогрессивных и инновационных технологиях обосновано применение ряда новых технологических приемов, что позволило значительно расширить функциональные свойства технологий.
Принципиально новым этапом явилась разработка технологических требований к зерну озимой пшеницы, помольным партиям с заданным соотношением различных сортов зерна и полученной из них муки с требуемыми
качественными показателями, что предопределило создание сквозных аграрно- пищевых технологий МКИ с достаточно высоким уровнем организации.
Научной базой исследований явились фундаментальные работы Л.М. Аксеновой, Г.О. Магомедова, А.С.Найденова, В.А. Панфилова, П.А. Ребиндера, Т.В Савенковой, В.А. Тутельяна, М.А. Талейсника, И.Т.Трубилина, Т.Б. Цыгановой, и ряда других ученых.
В результате исследований разработаны научно-практические основы развития технологических систем МКИ. Разработаны основные направления повышения функциональной и структурной целостности технологических потоков.
Цель работы - Разработать научно-практические основы повышения качества технологий мучных кондитерских изделий, обеспечивающих заранее заданное соотношение компонентов в каждом единичном изделии при одновременном сохранении высоких потребительских свойств.
В соответствии с поставленной целью и анализом научной, нормативной и технической литературы требуется решить задачи по разработке технологий мучных кондитерских изделий с целью повышения эффективности их производства и, как следствие, дальнейшего улучшения качества готовой продукции:
обосновать общие принципы создания рациональных, инновационных и аграрно-пищевых технологий МКИ;
обосновать на базе классификации основных характеристик мучных кондитерских изделий рассмотрение их в качестве дисперсных систем; -обосновать принцип единого подхода к технологиям МКИ как к системе однотипных операций;
обосновать пути управления процессом структурообразования за счет целенаправленного изменения прочности контактов между частицами дисперсной фазы изменением природы их поверхности (совокупностью механического и физико-химического воздействий);
оценить стабильность функционирования существующих технологий мучных кондитерских изделий, позволяющая обосновать пути и методы их развития.
исследовать возможности повышения стабильности технологического потока путем унификации основных подготовительных операций в технологиях мучных кондитерских изделий, в том числе инвертного сиропа, полученного в условиях современных видов подвода энергии;
обосновать основные направления совершенствования и прогрессивного развития технологических систем мучных кондитерских изделий путем расширения их функциональных свойств и оптимальные допуски на выходные параметры подсистем.
обосновать возможность создания системного комплекса путем включения в единый технологический процесс технологической системы соответствующего сельскохозяйственного сырья с заранее заданными параметрами;
исследовать возможность применения принципа прослеживаемости на протяжении всего жизненного цикла технологической системы получения МКИ «от поля до потребителя».
Научные положения, выносимые на защиту !.Методологический подход к созданию сквозных аграрно-пищевых технологий, объединяющий в единый системный комплекс процессы сельскохозяйственного и пищевого производств.
2.Обоснован принцип развития технологии мучных кондитерских изделий на основе диагностики существующих и вновь созданных технологических потоков. З.Технологическое решение по управлению процессами структурообразования обрабатываемых сред за счет управления прочностью контактов между частицами дисперсной фазы изменением природы межфазной поверхности совокупностью механического и физико-химического воздействия. 4.Обоснован принцип максимальной информационной энтропии, предусматривающий дезагрегирование исходного сырья, максимальное диспергирование частиц твердой фазы и взаимное их распределение, как необходимое условие для функционирования высокоэффективных технологий мучных кондитерских изделий.
5.Обосновано требование адекватно высокого качества аграрной и пищевой технологий, определяющее необходимое условие при создании сквозной аграрно-пищевой технологии мучных кондитерских изделий. Научная новизна.
Разработана научно обоснованная классификация мучных кондитерских изделий по дисперсности частиц твердой фазы и выявлены закономерности влияния дезагрегирования твердой фазы на активность дисперсионной среды в процессе получения мучных кондитерских полуфабрикатов и готовых изделий с заданными показателями качества.
Установлено зависимость влияние степени дисперсности и однородности распределения твердых частиц сахаро-жирового полуфабриката на стабилизацию структурно-механических, физико-химических свойств мучных кондитерских изделий и повышение их органолептических показателей.
Установлен в качестве одного из основных критериев, определяющих область организованности структур - уровень целостности, который оценивается при проведении диагностики и позволяет объективно определять направление исследований по созданию инновационных технологий мучных кондитерских изделий.
Выявлен, в качестве объединяющего признака всего многообразия технологий и машинно-аппаратурных схем производства мучных кондитерских изделий, единый подход к технологическим процессам, отличающимся по структурно-механическим и физико-химическим характеристикам, как к системе однотипных операций, что является основой создания инновационных технологий и получение изделий с гарантированным соотношением рецептурных компонентов.
Выявлены закономерности влияния совмещения механических и физико- химических воздействий на снижение прочности контактов между частицами дисперсной фазы путем изменения природы межфазной поверхности.
Установлены зависимости, связывающие сужение диапазона допусков на входные и выходные параметры ведущих технологических процессов с повышением стабильности функционирования всего системного комплекса.
Установлены зависимости, связывающие качество исходных сырьевых компонентов со структурно-механическими, физико-химическими и органолептическими свойствами готовых изделий, заключающиеся в использовании сырья с заранее заданными свойствами.
Определены требования к обрабатываемому сырью и полуфабрикатам на основе принципа прослеживаемости всего жизненного цикла технологической системы «от поля до потребителя», заключающиеся в том, что при образовании системного комплекса аграрно-пищевой технологии стабильность предыдущей подсистемы должна быть не ниже стабильности последующей подсистемы, а информационная энтропия должна приближаться к единице.
Практическая значимость и реализация научных результатов. На основании проведенных исследований:
Разработана методика комплексной оценки совокупности внешних факторов, позволяющая обеспечить выбор конкурентоспособных МКИ для их промышленного производства и по характеру влияния внутренних факторов - определить условия обеспечения заданных потребительских свойств готовой продукции.
Разработана и внедрена рациональная технология инвертного сиропа с повышенным содержанием редуцирующих веществ, обеспечивающая увеличение сроков годности МКИ и, как следствие, объемов производства и реализации пряников заварных. Экономический эффект в виде дополнительной прибыли от роста объемов производства составил - 1,3 млн. руб. в год.
Разработана и внедрена технология производства инвертного сиропа в условиях кавитационной обработки, обеспечивающая интенсификацию технологического процесса в 2 раза и снижение себестоимости готового продукта на 12% за счет сокращения энергозатрат и получения дополнительной прибыль до 2,74 млн. руб. в год.
Разработаны и внедрены 4 принципиально новых весовых дозирующих устройства для сыпучих компонентов, что явилось основой обеспечения заданного соотношения компонентов в каждом единичном изделии и за счет повышения качества выпускаемых изделий позволило увеличить выпуск МКИ на 3,7% (350 тонн в год) на сумму 19,2 млн. руб.
Разработана и внедрена рациональная технология заварных пряников, которая за счет ее адаптации к качеству сырья с большим диапазоном колебаний показателей качества при одновременном значительном повышении качества готовых изделий обеспечила увеличение объемов продаж на 225 тонн в год на сумму 25,1 млн. руб.
Внедрение рациональной технологии сахарного печенья позволило повысить показатели качества готового продукта, увеличить годовой объем производства и реализации до 12,5 тыс. тонн с экономическим эффектом в виде прибыли на сумму 27,2 млн. руб.
Произведен отбор сортов озимой пшеницы, расчет оптимального соотношения ценных, сильных и сортов «филлеров» для формирования помольных партий зерна для получения муки с заданными показателями качества , что явилось основой создания аграрно-пищевой технологии МКИ и предопределило повышение уровня целостности системного комплекса до области высокоорганизованных систем. Обеспечение выпуска МКИ с постоянными показателями качества и снижение стоимости сырья на 5-7% с экономическим эффектом в виде прибыли на сумму 5 млн. руб.
По основным разработкам составлена и утверждена в установленном порядке нормативно - техническая документация ( 8 комплектов) на новые виды заварных пряников и сахарного печенья.
Практическая значимость защищена патентами.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: научно-практических конференциях «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-пищевых технологий» г.Углич, (2007,2010г.г.); международной научно-практической конференции «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкурентоспособных пищевых продуктов» г.Волгоград, 2007г.; научно-практических конференциях «Кондитерские изделия XXI века» г.Москва, ( 2009, 2010г.г.); международных научно-практических конференциях «Новое в технологии и технике пищевых производств» г. Воронеж, ( 2009,2010, 2011г.г.), 2-й международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» г.Краснодар, (2008, 2009,2011г.г.); 4-м международном хлебопекарном форуме г.Москва,( 2011г.).
Результаты работы. Представленная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором на ОАО Кондитерский комбинат «Кубань», в ГНУ НИИ кондитерской промышленности Россельхозакадемии и на кафедре общего и орошаемого земледелия Кубанского аграрного университета, руководимой Найденовым А.С.
Работы по созданию участка приготовлению смеси сыпучих компонентов, в основу которого заложены результаты данных исследований, проводились в рамках научно-технического сотрудничества с фирмой TEKON GmbH & Co. KG.
Результаты научных работ экспонировались на Российских и международных выставках: агропромышленной выставке «Золотая осень» (г.Москва, 2008, 2009, 2010 г.г.), «Дни качества на Кубани» (г.Краснодар, 2008, 2009, 2010, 2011г.г.), международной выставке «Зеленая неделя» (г.Берлин, 2009, 2010, 2011г.г.), международном экономическом форуме (г.Бонн, 2009г.), 7-ой, 8-ой Международных конференциях «Кондитерские изделия XXI века» (г.Москва, 2009г., 2011г.), на 2-ой, 3-ей, 4-ой оптово- продовольственных выставках-ярмарках Краснодарского края (г. Краснодар, 2009, 2010, 2011г.г.); Международных инвестиционных форумах (г.Сочи, 2009, 2010, 2011г.г.); Международных выставках «Продэкспо» (г.Москва, 2010г., 2011г.); международной выставке ISM (г.Кельн, .2011г.); международных выставках SIA & SIMA 2011 (г.Париж, 2011г.).
Основные результаты работы отмечены 6 комплектами наград, каждый - золотой медалью и дипломом 1й степени агропромышленной выставки «Золотая осень» и конференции «Кондитерские изделия XXI.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 35 научных работ, в том числе 17 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ; монография, учебное пособие; получено 4 патента РФ на изобретения, подано 3 заявки на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы , 9 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 304 страницах, включая 70 таблиц и 122 рисунка. Список литературы включает 176 источников российских и зарубежных авторов.
Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам всех перечисленных учреждений за содействие, оказанное в проведении исследований.
Состояние и прогноз развития кондитерской отрасли России
Российский рынок кондитерских изделий является одним из наиболее развивающихся в пищевой промышленности, и признан одним из самых больших в мире. Во всем мире он признан, как рынок с высокой доходностью, что привлекает в отрасль новых производителей, повышая интенсивность конкуренции [132]. За годы экономических реформ ситуация в производстве кондитерской продукции в основном отражала процессы, происходящие в экономике страны, собственно происходил процесс вхождения в рыночную экономику. Он был трудным, характеризовался кризисными явлениями, спадами, стабилизацией и подъемом уровня производств в последние годы. Максимальной выработки продукции отечественная кондитерская промышленность достигла в 1990 году, когда было произведено в общей сложности 2850 тыс. тонн кондитерских изделий, а ее среднее потребление на душу населения составило 19,2 кг при минимальном импорте. С 1992 года начинается значительное сокращение объемов производства кондитерских изделий. Годом начала стабилизации стал 1997 год, когда прирост производства по сравнению с предыдущим 1996 годом составил 8,6 %. Финансово-экономический кризис 1998 года не изменил наметившиеся тенденции роста производства, но сказался на его темпах, прирост производства составил 2,4 % по сравнению с 1997 годом. В последующие годы также наблюдался рост объемов производства кондитерских изделий, который продолжается до настоящего времени. Следует отметить, что в 2009 году наблюдался незначительный спад объемов производства, что связано с международным экономическим кризисом. Динамика объемов производства кондитерских изделий в России за последние 11 лет представлена на рисунке 1 [61].
Производство мучных кондитерских изделий начинает превалировать над производством сахарных (табл. 1).
Значительно изменился групповой ассортимент выпускаемых мучных кондитерских изделий (рис. 2).
Анализ производства группы мучных кондитерских изделий до 2009 года, показывает, что имеет место ежегодная тенденция их роста от 5 до 10,3 %. В целом в период с 2000 года по 2010 год включительно производство мучных кондитерских изделий увеличилось на 60,6 %. При этом наиболее динамично росло производство кексов, рулетов (рост почти в 3,4 раза за 7 лет), тортов и пирожных (рост в 2,5 раза), восточных сладостей. Можно полагать, что быстрый рост выпуска этих изделий объясняется не только относительно большей доступностью их для населения и более частым потребле нием, но и менее сложной и затратной организацией производства таких изделий средними и мелкими производителями, в том числе и на периферии (не столь дорогостоящее оборудование, применение технологий с использованием новых видов сырья, а также ингредиентов, обеспечивающих увеличение сроков хранения кондитерских изделий, и т.п.) [118].
Самой крупной по объемам выпуска товарной группой среди мучных изделий остается печенье из-за его популярности и доступности для потребителей пенсионного возраста, а также из-за его использования для питания детей дошкольного и школьного возраста. Продолжается рост производства вафель, галет и крекеров, хотя не столь значительный. Рост объемов производства этих групп можно объяснить тем, что данные виды мучных кондитерских изделий могут быть рекомендованы для питания людей, заботящихся о своем здоровье, и включающих в свой рацион низкокалорийную диетическую обогащенную пищу. Производство пряников и коврижек за рассматриваемый период сохранилось практически на том же уровне.
Последствия кризиса 2009 года и засушливое лето 2010 года, приведшие к сокращению урожая зерна и сахарной свеклы, значительно повлияли на конъюнктуру мучного кондитерского сегмента российского продовольственного рынка. Вместе с тем, в силу своей специфики и, прежде всего, сравнительно низкой гибкости спроса, рынок мучных кондитерских изделий в 2009-2010 гг. оставался устойчивым, достаточно предсказуемым и позволял конкурирующим производителям относительно эффективно планировать развитие бизнеса. [60] В 2009 году объем российского рынка мучных кондитерских изделий сократился на 4,8 %, в 2010 году эта тенденция сохранилась, снижение составило 0,7 %.
В структуре отечественного производства мучных кондитерских изделий по видам в натуральном выражении наибольшую долю - 39,1 % - занимает сегмент печенья. На торты и пирожные приходится 17,4 %, а третье место принадлежит сегменту пряников и коврижек с долей 12,8 %. Сегментам вафель и кексов, рулетов принадлежат примерно одинаковые доли - соответственно 11,7 и 11,4 %. Наименьшую долю в данной структуре - чуть более 6 % - занимает сегмент галет и крекеров.
Несмотря на рост среднедушевых доходов населения (табл. 2), по-прежнему продолжался сдвиг спроса в сторону более дешевых видов мучных кондитерских изделий. Конкуренция между производителями возросла, а так как она оказалась достаточно жесткой, то выдержать ее давление предприятиям помогало незначительное снижение цен на отдельные виды мучных кондитерских изделий, а также желание учитывать предпочтения потенциальных потребителей, усиливая при этом контроль качества производства продукции. Одновременно с этим в период экономического кризиса и в начале выхода из него население России экономило на продуктах питания посредством приобретения продуктов в магазинах, где привычные товары стоят дешевле, а также за счет сокращения частоты или снижения объема своих покупок.
Согласно данным исследования, проведенного в российских городах-миллионниках в 2010 году большинство россиян активно потребляли печенье, пряники и вафли - так ответили соответственно 84, 55 и 31 % опрошенных. Пирожные, галеты и крекеры покупает каждый пятый, а кексы - каждый восьмой респондент. Рулеты и торты к чаю приобретают соответственно 18 и 17 % населения. При этом в группе потребителей с высокими доходами преобладает спрос на пирожные, рулеты, торты и кексы. Самыми популярными критериями, по которым россияне выбирают мучные кондитерские изделия, являются индивидуальные вкусовые предпочтения и доступная цена -так ответили соответственно 47 и 46 % опрошенных. Высокое качество продукции является наиболее важным критерием для 29 % респондентов ( Размер выборки составил 2,5 тысячи человек). [60]
Методология обоснования ассортимента мучных кондитерских изделий (МКИ) для их получения с заранее заданным соотношением компонентов, структурой и потребительскими свойствами
При разработке научных принципов выбора ассортимента мучных кондитерских изделий для их расширенного производства, а также с целью оценки целесообразности дальнейшего производства выпускаемой продукции использован комплексный подход по установлению закономерностей влияния рассматриваемых ранее внешних факторов (раздел 1.2), взяв за основу закон повышения потребностей.
Первым из рассмотренных внешних факторов, влияющих на выбор ассортимента, является - требования покупателей к кондитерским изделиям и их изменение.
В условиях современных рыночных отношений актуальность показателей качества выпускаемой продукции определяется его направленностью на обеспечение такого уровня его качества, который может полностью удовлетворить все запросы потребителей. Анализ результатов маркетинговых исследований, проведенных в 2010 году в различных городах Краснодарского края, позволил оценить стохастичность потребительского спроса и провести ранжирование (рис. 19).
Исследования динамики потребительского спроса на основные виды кондитерских изделий показали, что в России потребляют в 1,5-2 раза больше МКИ, чем сахарных изделий (рис. 20).
На примере изменения объемов производства заварных пряников, пользующихся повышенным спросом населения края на период с 2005 по 2010 гг. (рис. 21), можно оценить динамику потребительского спроса на данный вид МКИ. Ежегодно наблюдался постоянный рост потребления.
Исследования возрастного состава потребителей показали, что особой популярностью пряники пользуются у людей от 35 до 44 лет (рис. 22).
Важным аспектом является то, кому потребители покупают пряники. Анализ результатов опроса показал, что чаще всего пряники приобретают для себя и семьи (табл. 16).
Установлено, что к основным критериям, ограничивающим покупку пряников, следует отнести нестабильность вкусовых характеристик пряника, излишнюю сладость, консерватизм вкуса и формы, высокую цену, отсутствие разнообразия фасовки, ограниченную доступность товара. Как показали исследования, нестабильность вкусовых характеристик - основная причина спада объемов производства данного кондитерского изделия в 2005 г. (рис. 23).
Потребовалась разработка принципиально новой технологии глазури с заменой сахара песка на новый вид сырья с минимальной сахароемкостью и использование влагоудерживающего сырья в рецептуре корпуса пряников.
Проведенные мероприятия позволили восстановить доверие населения к пряникам и, начиная с 2006 г. до настоящего времени, увеличить объем его производства на 16,7 %.
При этом динамика роста потребительского спроса населения находится в прямой зависимости от второго внешнего фактора - социально-экономических характеристик потребителей, которые определяются в первую очередь доходами потребителей кондитерских изделий.
Данные о доходах населения и потреблении кондитерских изделий на душу населения за период 2002-2010 гг. представлены в таблице 17 и на рисунке 24. [1]
Снижение потребления кондитерских изделий в России в 2009 году объясняется мировым экономическим кризисом.
Выбор ассортимента определяется особенностями территориального месторасположения и сложившимися традициями населения того или иного региона. Например, для Краснодарского края этим можно объяснить повышенное потребление сахарного печенья по сравнению с потреблением по России (рис. 25).
Снижение потребления кондитерских изделий в России в 2009 году объясняется мировым экономическим кризисом.
Выбор ассортимента определяется особенностями территориального месторасположения и сложившимися традициями населения того или иного региона. Например, для Краснодарского края этим можно объяснить повышенное потребление сахарного печенья по сравнению с потреблением по России (рис. 25).
Сформировать стратегию в области управления качеством невозможно без знания состояния рынка и деятельности конкурентов (третий внешний фактор). В связи с этим проведены исследования по оценке продукции конкурентов и их влияние на выбор стратегии и тактики в области обеспечения и улучшения качества выпускаемой продукции.
Следует отметить, что объем выпуска заварных пряников определяют покупатели, так как практически по Краснодарскому краю конкурентов их выпуска нет. По России заварных пряников по классической технологии с ферментацией выпускается в незначительном количестве в городах Королеве и Жигулевске. Структура основных поставщиков кондитерских изделий на кондитерский рынок Краснодарского края представлена на рисунке 26.
В связи с экономическим положением в стране возрос спрос на более дешевые изделия, этим объясняется рост объемов производства в 2009-2010 гг. сахарного печенья.
С целью удовлетворения потребительского спроса на высококачественное сахарное печенье требовалось разработать стратегию по коренному пересмотру технологии печенья, что и было сделано при проведении дальнейших исследований (см. главы 5, 6 настоящей работы).
Динамика потребительского спроса на сахарное печенье в Краснодарском крае представлена на рисунке 27.
Инновационная технология заварных пряников
Проведенными ранее исследованиями по разработке рациональной технологии пряников, показана возможность перевода до 50 % рецептурного количества сахара-песка в инвертный сироп с количеством редуцирующих веществ 78-80 %. Оставшиеся рецептурное количество сахара-песка вносилось в виде сахарной пудры.
С целью повышения дисперсности твердой фазы, увеличения удельной поверхности, равномерного распределения частиц твердой фазы в объеме системы и улучшения органолептических показателей пряников (цвета, вкуса), предложен принципиально новый технологический прием - перевод оставшегося количества сахара-песка в «расплавленный сахар». Операторная модель технологической системы получения «расплавленного сахара» приведена на рисунке 90, а технологическая система - в таблице 47.
Расплав сахара готовится путем предварительного расплавления кристаллов оставшейся части сахара-песка при температуре 180-188 С и смешивания расплава с водой в соотношении по массе 1 : (0,4-0,6) с последующим его увариванием до содержания сухих веществ 78 % и редуцирующих веществ 58-61 %.
На основании проведенных исследований наиболее оптимальное количество редуцирующих веществ порядка 58-61 % и сухих веществ - 77-78 % выявлено в образцах, полученных при температуре варки 100-105 С и продолжительности процесса порядка 14—16 мин.
При повышении температуры уваривания выше 105 Си продолжительности процесса более 18 минут массовая доля редуцирующих веществ изменяется незначительно, однако происходит значительное увеличение содержания сухих веществ и усиление цвета полуфабриката. Кроме того, наблюдается появление горечи во вкусе.
С целью управления качественными показателями корпуса пряников путем регулирования массовой доли редуцирующих веществ, проведены исследования по изучению возможности замены части инвертного сиропа, входящего в его рецептуру, на полуфабрикат «расплавленный сахар». Проведенные исследования полуфабрикатов: инвертного сиропа и «расплавленного сахара» на содержание в них основных моносахаров - глюкозы и фруктозы, показали, что в инвертном сиропе общее содержание глюкозы и фруктозы составляет 98,8 г/л, глюкозы - 46,6 г/л, фруктозы - 40,7 г/л; соответственно в «расплавленном сахаре» - 96,6 г/л, 58,0 г/л, 35,2 г/л. Следовательно, при замене части инвертного сиропа полуфабрикатом «расплавленный сахар, возможно снижение сладости изделия (за счет уменьшения вносимого количества фруктозы) и повышения пищевой ценности пряников (за счет увеличения глюкозы на 24,5 %).
Проведены исследования по определению оптимального количества «расплавленного сахара» в пряничном тесте.
Были выбраны следующие процентные соотношения «расплавленного сахара» и инвертного сиропа: 1,0-Ю; 0,95 -0,05; 0,90-Ю,10; 0,85-Ю,15; 0,80-0,20; 0,75-0,25.
Количество «расплавленного сахара» определяли по изменению массовой доли редуцирующих веществ в корпусе пряников (рис. 93).
Исследования показали, что при увеличении количества вносимого «расплавленного сахара» по отношению к инвертному сиропу массовая доля общего сахара в корпусе заварного пряников снижается. Однако, содержание влаги в «расплавленном сахаре» (около 22 %) ограничивает введение его в количестве более 15 %, так как приводит к резкому повышению влажности теста - более 24 % (при регламентируемой - не более 18 %), ухудшается качество формования и снижаются вкусовые достоинства пряников. Таким образом, оптимальное количество «расплавленного сахара» составляет 15 %, а инвертного сиропа - 85 %.
Уменьшение общего содержания редуцирующих веществ в корпусе пряника, приводит к повышению его качества и снижению сладости в результате замены 15 % рецептурного количества инвертного сиропа «расплавленным сахаром», за счет снижения количества фруктозы, содержание которой в «расплавленном сахаре» на 13,5 % ниже, чем в инвертном сиропе.
Образцы пряников, полученных с использованием в рецептуре полуфабриката «расплавленного сахара» были представлены дегустационному совету комбината, который установил, что при введении расплава сахара пряники имеют более выраженный вкус, аромат, нежную структуру, ровную гладкую поверхность без трещин и впадин, улучшается цвет изделия, что можно объяснить взаимодействием аминокислот и Сахаров, так называемой реакцией меланоидинообразования (Протокол № 4 от 15.09.2010 г. в приложении).
Использование «расплавленного сахара» способствует повышению усвояемости изделия и увеличению срока годности, за счет гидролиза сахарозы под действием высоких температур. Кроме того, такой технологический прием позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия работы сотрудников, путем снижения концентрации сахарной пудры в окружающем воздухе.
Исследовано влияние одного из основных рецептурных компонентов корпуса пряников - типа муки пшеничной общего назначения, на изменение его пищевой и биологической ценности .
В результате исследований химического состава пшеничной муки установлено, что содержание белка в муке общего назначения М 75-23 (аналог муки первого сорта) в среднем на 3 % больше, чем в муке общего назначения М 55-23 (аналог муки высшего сорта).
Аминокислотный состав муки характеризуется увеличенным количеством аминокислот, повышенным содержанием витаминов и минеральных веществ.
Органолептическая оценка полученных образцов корпуса пряников, подтвердила сохранение качественных характеристик пряников по сравнению с контрольным образцом, в качестве которого были взяты пряники, приготовленные с использованием муки пшеничной общего назначения типаМ 55-23.
Проведена сравнительная оценка пищевой и биологической ценности пряников из муки пшеничной общего назначения типа М 55-23 муки и пряников из муки пшеничной общего назначения типа М 75-23. Результаты исследований представлены на рисунках 94, 95 и таблице 48.
Данные рисунков показывают, что пряники из муки пшеничной общего назначения типа М 75-23 имеют более высокую пищевую ценность в сравнении с пряниками из муки типа М 55-23, за счет увеличения содержания в пряниках из муки типа М 75-23 белков, пищевых волокон, а также минеральных веществ в среднем более чем на 50 %.
Практическое применение принципа прослеживаемости
Образование системного комплекса потребовало более эффективного функционирования аграрной и пищевой технологии.
В предыдущих разделах была установлена необходимость разработки перерабатывающей частью комплекса целого ряда требований к сырью. При этом качество аграрной технологии, которая находится в начале технологического потока, должно быть не ниже пищевой технологии.
Проведенные диагностики выявили негативные стороны существующих технологий и определили направление их развития.
При создании аграрно-пищевых технологий, наряду с совершенствованием внутрисистемных связей, потребовалась адаптация рассмотренных ранее инновационных технологий к внешним воздействиям (в нашем случае к муке). Происходило накопление информации о состоянии и уровне организованности технологий. Целью данного раздела является определение условий для практического применения принципа прослеживаемости полного жизненного цикла «от поля до потребителя» выбранного ассортимента МКИ.
Исследования подтвердили целесообразность использования принципа прослеживаемости с целью повышения эффективности производства, осуществления контроля за всеми стадиями получения конкретного изделия и, благодаря этому, выявления и устранения причин несоответствия. Обеспечивается управление отдельными стадиями и всем процессом в целом, исключается возможность реализации продукции без проведения установленных контрольных процедур.
В соответствии с принципом прослеживаемости производства МКИ были разработаны блок-схемы (рис. 121, табл. 70).
Установлено, что выбранные критические точки отражают полный жизненный цикл технологических систем выбранного кондитерского изделия и определяют возможность его получения с заданными технологическими и потребительскими свойствами.
Диаграмма технологического процесса производства мучных кондитерских изделий, на примере печенья сахарного, с указанием критических точек полного жизненного цикла, приведена в приложении.
В разделе 5.1 показано, что при получении МКИ одним из основных сырьевых компонентов, влияющих на формирование структуры готовых изделий, является пшеничная мука, белковая составляющая которой определяет аминокислотный состав готового изделия. Исследования показали, что получение муки с заранее заданными качественными показателями определяет стабильность всех последующих операций, возможность упрощений ряда подсистем и отражает взаимосвязь параметров технологического процесса с показателями качества и безопасности готовой продукции. Поэтому первой критической точкой являются заданные показатели качества муки на выходе из подсистемы ее получения (рис. 122).
На основании исследований (гл. 8), из 18 сортов озимой пшеницы -«сильной», «ценной» и типа «филлер» были сформированы три помольных партии зерна с различным соотношением сортов зерна, что позволило получить муку со стабильными показателями качества: содержание клейковины 26±1,5 %, влажность 14,6 %, ИДК 74 -76 ед. прибора, число падения порядка 190 с, водопоглотительная способность около 60 %, белизна 0,38 у.ед. прибора РЗ-БПЛ, равномерность распределения компонентов около 93 %.
Исследования показали возможность получения муки со следующими показателями качества:
- содержание клейковины 26-26,2 %;
- качество клейковины 75-77 ед. ИДК;
- число падения 190 с;
- влажность 13-15 %.
При отклонениях одного из показателей, например содержания клейковины меньше 26 % или больше 26,2 %, производится корректирующее действие путем подачи муки с другим содержанием клейковины. Одновременно выясняются причины сбоя показателей с целью их устранения, что позволяет избежать остановок всей поточной линии.
Вторая критическая точка - получение теста с заранее заданными стабильными показателями качества. На стадии тестообразования осуществляются основные массообменные процессы, глубокие физико-химические изменения белков и крахмала муки и достижение требуемых структурно-механических свойств теста. Установлено, что общим признаком повышения эффективности процесса приготовления любого вида теста являются предельное дезагрегирование сыпучих компонентов, максимальное диспергирование частиц твердой фазы и достижение требуемого уровня равномерности распределения компонентов.
Использование муки с постоянными показателями качества обеспечило стабилизацию качественных показателей теста для сахарных сортов печенья: равномерность распределения компонентов 92 %, плотность теста 1220 кг/м , вязкость 6 Па-с, влажность 12,9 %.
Тестообразование при использовании муки с постоянными показателями качества позволяет обеспечить получение теста с постоянными показателями качества.
Накопленный комбинатом опыт показал целесообразность оценки качества теста по следующим показателям:
- температура - каждый замес;
- влажность - каждые 2 часа;
- плотность - каждые 2 часа.
При сбоях показателя «влажность» теста в приготовленной партии теста исключается из технологического процесса, при одновременном выяснении и устранении причин.
Третья критическая точка - показатели качества готового изделия с заранее заданным соотношением компонентов в каждом единичном изделии.
Накопленный опыт показал, что для наиболее оперативной оценки качества готовых изделий могут быть приняты следующие показатели с частотой определения:
- масса 1 штуки - каждый час;
- влажность - каждые 2 часа;
- намокаемость - 2 раза в смену.
При соблюдении качественных показателей муки и теста, сбоя в технологическом процессе не наблюдается.
Стабилизация показателей качества теста позволила обеспечить постоянство качества готового сахарного печенья: равномерность распределения компонентов в каждом единичном изделии 91 %, плотность печенья 390 кг/м3 и, как следствие, повышенную хрупкость, намокаемость 260 %, снижение количества возвратных отходов до 1,2 %.
Таким образом, постоянный контроль и корректирующие действия не допускают попадания некачественных изделий в торговую сеть.
