Введение к работе
Актуальность темы. В соответствии c государственной политикой Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года, планируется наращивание производства обогащенных и функциональных пищевых продуктов. В связи с этим большое внимание уделяется разработке новых видов продуктов питания с использованием нетрадиционного растительного сырья, богатого витаминами, макро и микроэлементами, а также пищевыми волокнами.
Исследованием эффективности использования нетрадиционного растительного сырья при производстве пищевых продуктов, в том числе хлебобулочных изделий занимались многие отечественные и зарубежные исследователи: Ф. Н. Вертяков, Г. Г. Дубцов, С. Я. Корячкина, Г. О. Магомедов, А. Н. Остриков, Л. И. Пучкова, Л. П. Пащенко, В. Я. Черных, J. Pongjanta, G. Schleining и др.
Использование достаточно дешевого овощного сырья при производстве хлебобулочных изделий позволит обеспечить население РФ независимо от их социального положения и уровня жизни, необходимыми питательными веществами. При производстве хлебобулочных изделий из пшеничной муки внесение, например, продуктов переработки тыквы и моркови позволяет повысить не только пищевую ценность готовых изделий, но и улучшить органолептические и физико-химические показатели их качества, в первую очередь это касается цвета и структуры пористости мякиша хлеба, а также его вкуса и аромата.
Выбор продуктов переработки овощей, в частности, тыквы, моркови и столовой свеклы при производстве хлебобулочных изделий связан с особенностями химического состава вносимых рецептурных компонентов, в состав которых входят: пищевые волокна, витамины группы А, В, РР, пантотеновая и фолиевая кислоты, макро и микроэлементы, такие как калий, кальций, фосфор, железо, цинк и др. Кроме этого, например, в столовой свекле содержатся такие физиологически важные вещества, как бетанин и бетаин, способствующие снижению кровяного давления, улучшению жирового обмена и предупреждению атеросклероза.
Внесение овощных рецептурных ингредиентов оказывает влияние на протекание биотехнологических операций процесса производства хлебобулочных изделий – созревание теста и окончательную расстойку тестовых заготовок, через интенсификацию жизнедеятельности микроорганизмов, а также изменяет реологическое поведение полуфабрикатов. Установление критических точек (в соответствии с требованиями HACCP) реологических свойств полуфабрикатов с овощными добавками – деформационных характеристик, эффективной вязкости, скорости релаксации механических напряжений и др. позволит с одной стороны определять оптимальные дозировки овощных рецептурных ингредиентов и соответственно дозировку воды с учетом технологических свойств муки, а с другой стороны прогнозировать качество производимых хлебобулочных изделий.
Таким образом, совершенствование технологий хлебобулочных изделий с использованием продуктов переработки овощей является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности России.
Цели и задачи исследования. Целью настоящих исследований являлась разработка обогащенных хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта и ржаной обдирной муки, на основе использования овощных рецептурных ингредиентов, полученных из тыквы, моркови и столовой свеклы.
Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
анализ продуктов переработки овощей, в том числе их химического состава, используемых при производстве хлебобулочных изделий;
выбор сортов овощей и способа приготовления на их основе рецептурных ингредиентов в виде порошков и определение их физико-химических характеристик;
определение минерального состава, произведенных и используемых в работе овощных порошков моркови, тыквы и столовой свеклы;
разработка методов контроля реологических характеристик пшеничного и ржаного теста после замеса;
обоснование выбора вида растительного масла, повышающего степень сохранности и усвояемости витаминов, содержащихся в пшеничном хлебе с овощными рецептурными ингредиентами и исследование влияния его на свойства пшеничного теста и качество готового хлеба;
исследование влияния различных дозировок порошков тыквы и моркови на протекание стадии приготовления пшеничного теста, изменение его реологических свойств и качества готового хлеба;
определение критической точки консистенции ржаного теста и исследование влияния титруемой кислотности ржаного теста на изменение его вязкости;
исследование влияния различных дозировок порошка столовой свеклы на протекание стадии приготовления ржаного теста, изменение его реологических свойств и качества готового хлеба;
исследование влияния продолжительности хранения новых видов хлебобулочных изделий на изменение реологических свойств их мякиша;
определение витаминного, минерального состава и антиоксидантной емкости хлебобулочных изделий с порошками тыквы, моркови и столовой свеклы;
разработка технической документации на овощные порошки и на новые виды хлебобулочных изделий;
апробация технологии хлебобулочного изделия «Булочка функциональная с морковью» при совместном внесении порошка моркови и рисового масла в производственных условиях.
Научная новизна работы. На основании проведенных комплексных исследований физико-химических свойств овощных рецептурных ингредиентов и приготовленного с их использованием пшеничного и ржаного теста, а также анализа показателей текстуры, витаминного и минерального состава выпеченных хлебобулочных изделий:
определены показатели технологических свойств тыквы, моркови и столовой свеклы – твердость и продолжительность релаксации механических напряжений, а для овощных порошков – насыпная плотность, гранулометрический состав и деформация прессования;
установлен минеральный состав порошков тыквы, моркови и столовой свеклы, полученных путем измельчения высушенной в инфракрасной сушилке стружки исходных овощей, внесение которых позволяет обогатить хлебобулочные изделия;
установлены температуры перехода волокнистой структуры используемых овощных порошков в пластическое состояние: для порошков тыквы - 172С, для моркови и столовой свеклы - 150С, указывающие на сохранение их нативных физиологических свойств при выпечке хлебобулочных изделий;
установлено влияние рисового масла, с учетом его жирнокислотного состава и технологических свойств, на кинетику протекания операций замеса и брожения пшеничного теста и его реологическое поведение;
разработаны методы контроля вязкости пшеничного и ржаного теста после замеса, заключающиеся в определении усилия нагружения на инденторе, обеспечивающим определенную относительную деформацию полуфабрикатов, а затем в установлении параметров экспоненциального закона релаксации механических напряжений для пшеничного теста и параметров течения ржаного теста, с последующим расчетом искомой реологической характеристики;
установлена критическая точка консистенции ржаного теста, равная 250±10е.Ф., позволяющая устанавливать водопоглотительную способность ржаной муки и параметры замеса теста;
установлена динамика изменения вязкости ржаного теста в зависимости от его титруемой кислотности, подтверждающая критическую точку титруемой кислотности ржаного теста после замеса (в пределах 6,0±0,5град.) и устанавливающая критическую точку титруемой кислотности теста после процесса брожения (в пределах 9,0±0,5), включающего операции созревания теста и окончательной расстойки тестовых заготовок;
разработанные новые виды хлебобулочных изделий, обладают антиоксидатной емкостью.
Практическая значимость. Разработаны технологические решения производства обогащенных хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта с использованием порошков тыквы и моркови и из ржаной обдирной муки с использованием порошка столовой свеклы.
- при производстве булочных изделий с порошками моркови и тыквы их рациональные дозировки соответственно составили 4 и 5%, замес теста (при частоте вращения месильных органов тестомесильной машины 63 об/мин) осуществлялся до готовности, в течение 120-130с с консистенцией, равной 640-650е.Ф. и температурой - 26-28С, продолжительность созревания теста (при температуре в термостате 28-30С) находилась в пределах 110-130мин, окончательная расстойка тестовых заготовок (при температуре 36-38С и относительной влажности воздуха 80-85% в расстойном шкафу) составляла 40-50мин, выпечка хлебобулочных изделий проходила при температуре 220-230С в течение 24-26мин.
- при производстве хлебобулочных изделий из ржаной обдирной муки с порошком столовой свеклы, рациональная дозировка которой составила 6%, замес теста (при частоте вращения месильных органов тестомесильной машины 63об/мин) осуществлялся до готовности, в течение 640-680с с консистенцией, равной 250±10е.Ф., температурой - 26-28С и титруемой кислотностью 6±0,5град, продолжительность созревания теста (при температуре в термостате 28-30С) находилась в пределах 80-90мин, окончательная расстойка тестовых заготовок (при температуре 36-38С и относительной влажности воздуха 80-85% в расстойном шкафу) составляла 50-60мин, выпечка проходила при температуре 220-230С в течение 38-40 мин.
Разработана технология получения порошков тыквы, моркови и столовой свеклы с соответствующим комплектом технической документации: ТУ и ТИ.
Разработаны проекты технической документации: ТУ и ТИ на «Булочку функциональную с тыквой», «Булочку функциональную с морковью» и «Хлеб ржаной витаминный».
Проведена промышленная апробация технологии «Булочки функциональной с морковью» в условиях ЗАО «Дедовский хлеб».
Апробация работы. Основные результаты исследований, выполненных автором, представлены на второй научно-практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (г.Москва, МГУПП, 29-31 марта 2010г.), на 25-ом Симпозиуме по реологии (г.Осташков, 2010г.); на 7th Annual European Rheology Conference (г.Суздаль, 2011г.), на III конференции молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем» (г.Суздаль, 2011г.); на 18-й Международной выставке «Современное хлебопечение России-2012г», на 26 Симпозиуме по реологии (г. Тверь, 2012г.)
По результатам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 150 страницах основного текста, включает 67 рисунков и 25 таблиц. Список литературы содержит 140 источников российских и зарубежных авторов.
