Разработка технологии производства зернового хлеба с применением электроконтактного способа выпечки

Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий

Для проведения исследований в работе использовались: зерно пшеницы (ГОСТ 52554-2006); дрожжи хлебопекарные сушеные (ГОСТ Р 54845-2011); соль пищевая поваренная (ГОСТ Р 51574-2000); вода питьевая (ГОСТ Р 51232-98).

Оценку качества сухих дрожжей оценивали в соответствии с ГОСТ 28483-90:

  • - массовую долю влаги определяли высушиванием до постоянной массы;
  • - кислотность - методом титрования;
  • - подъемную силу ускоренным методом - по скорости всплывания шарика теста.

Зерно пшеницы сорта Саратовская отбирали после подработки его в зерноочистительном отделении мелькомбината ЗАО «Хлебопродукт № 2» (г. Оренбург), доведенное до кондиций, соответствующих требованиям, предъявляемым к зерну, поступающему на первую драную систему размольного отделения. Таким образом, в данной работе для производства зернового хлеба из диспергированной зерновой массы использовали зерно, прошедшее предварительную очистку на мелькомбинате и отвечающее по безопасности требованиям санитарных правил и норм.

Дополнительно очистку зерна проводили на лабораторном рассеве.

При оценке качества зерна пшеницы определяли: засоренность (содержание сорной и зерновой примеси) - по ГОСТ 30483 - 97; зараженность и поврежденность зерна вредителями - по ГОСТ 13586.4 - 83; запах и цвет зерна - по ГОСТ 10967-90; влажность - по ГОСТ 13586.5 - 93; состояние -ГОСТ Р 52554-2006; натуру - по ГОСТ 10840-64; массу 1000 зерен - по ГОСТ 10842-89; кислотность - по ГОСТ 10844-74; количество и качество сырой клейковины по ГОСТ Р 54478-2011; число падения - по ГОСТ 27676-88; стекловидность - по ГОСТ 10987-76 с помощью диафаноскопа.

Содержание витаминов Вь В2, РР в зерне пшеницы определяли соответственно по ГОСТ 29138-91, ГОСТ 29139-91, ГОСТ 29140-91.

Содержание лизина в зерне пшеницы определяли по ГОСТ 13496.21 -87 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Шелушение зерна проводили на лабораторной обойно-щеточной машине до отделения 5 % оболочек.

При приготовлении зернового хлеба за основу был выбран наиболее распространенный способ, включающий набор следующих стадий: очистка зерна, его мойка и дезинфекция, замачивание зерна, измельчение, замес зернового полуфабриката, сбраживание с применением дрожжей, расстойка и выпечка. Выпечку проводили с применением ЭК-энергоподвода.

Непосредственно перед приготовлением зернового полуфабриката зерно подвергали мойке и дезинфекции.

Дезинфекцию зерна проводили водным раствором перманганата калия из расчета 15 г марганцевокислого калия, растворенного в 1 м3 воды на 1 т зерна.

После дезинфекции зерно не менее трех раз промывали проточной водопроводной водой, чтобы смыть дезинфицирующее средство и остаточные примеси.

Замачивание зерна осуществляли анаэробно в водопроводной воде температурой 18 - 20 °C из расчета 1,5 л воды на 300 г зерна.

При исследовании процессов замачивания зерна пшеницы использовали весовой метод определения его влажности. Влажность зерна при замачивании определяли по формуле:

/77 —772

Wr=W0+ ' 0 *100, (2.1)

где WT - влажность зерна в произвольный момент времени, %;

Wo- влажность зерна начальная, %;

tnr - масса зерен после набухания в произвольный момент времени, г.

т0- масса зерен до набухания, г.

Для измельчения зерна пшеницы после замачивания использовали экструдер ПЭШ-60, основным рабочим органом которого является шнек. Выпускное отверстие экструдера может снабжаться матрицами с диаметром фильер 2,5; 5 и 7 мм. Диспергированная зерновая масса получается путем поступления увлажненного зерна самотеком в рабочую камеру через приемную воронку, перемещения ее шнеком и экструдирования через установленную на выходном отверстии матрицу.

Модуль крупности размола зерна определяли следующим образом. По стандартной методике отбирали средний образец от анализируемого продукта, методом выделения отбирали 100 г продукта. Диспергированную зерновую массу протирали через набор штампованных сит, диаметр которых меняли с интервалом 1 мм. Остаток на каждом сите взвешивали на весах техно-химических и пересчитывали в процентах к общей массе навески. Модуль крупности размола зерна рассчитывали по формуле:

  • 0,5 * Ро +1,5 * Р, + 2,5 * Р2 + 3,5 * Р3
  • (2.2)
  • 100

где Ро - масса прохода через сито с отверстиями диаметром! мм, г;

Pi- масса остатка на сите с отверстиями диаметром 1 мм, выраженная в процентах к массе всего образца, %;

Ра- масса остатка на сите с отверстиями диаметром 2,0 мм, выраженная в процентах к массе всего образца, %;

Р3 - масса остатка на ситах с отверстиями диаметром 3,0 мм, выраженная в процентах к массе всего образца, %.

Соль и дрожжи вносили в зерновой полуфабрикат в виде суспензии. Количество вносимых соли и дрожжей рассчитывали с пересчетом на базисную влажность зерна 14,5 %. Влажность зернового полуфабриката доводили до 53 % путем внесения необходимого количества воды.

После замеса зерновые полуфабрикаты направляли на брожение в термостат при температуре 32-35 °C.

В процессе брожения зерновых полуфабрикатов определяли титруемую кислотность и подъемную силу.

Определение титруемой кислотности заключается в следующем: отвешивают на технических весах на алюминиевой пластинке или в чашке 5 г полуфабриката, предварительно протертого через сито с диаметром отверстий 1 мм, навеску переносят в фарфоровую ступку и растирают с 50 мл дистиллированной воды; полученную болтушку титруют 0,1 н раствором едкого калия (натра) с индикатором фенолфталеином до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение минуты.

Расчет кислотности X (в градусах) ведут по формуле:

Х = 2*а*К,

(2.3)

где а - количество миллилитров 0,1 н раствора едкого натра, пошедшее на титрование;

К- поправочный коэффициент к титру щелочи.

Подъемную силу определяли методом «шарика». Под подъемной силой полуфабриката понимают промежуток времени (в минутах) с момента опускания в воду шариков теста, замешенных из зернового полуфабриката и пшеничной муки 1 сорта в соотношении 1:1 (по 5 г), до момента всплывания их на поверхность воды. Тесто формуют в шарик, опускают в стакан ёмкостью 200 - 250 мл, наполненный водой температурой 32 °C, и помещают в термостат с такой же температурой.

Выброженные образцы помещали в установку для ЭК-выпечки, направляли в термостат при температуре 32 - 35 °C на 45 мин для расстойки, после чего выпекали ЭК-способом при напряжении 220 В и расстоянии между пластинами-электродами 57 мм. В процессе ЭК-выпечки контролировали изменение температуры и силы тока выпекаемых полуфабрикатов.

ЭК-выпечку хлеба проводили в разработанной лабораторной установке для электроконкатной обработки пищевого сырья. Установка включает пи-тающе-регистрирующий блок и блок электроконтактной обработки пищевых материалов.

Питающе-регистрирующий блок служит для преобразования поступающего в установку электрического тока, а также для измерения параметров электрического тока, расходуемого на проведение процесса. Блок подключается к бытовой сети переменного тока, на выходном разъеме блока имеется возможность получения постоянного тока напряжением 0-200 V и силой 0-10 А и переменного тока напряжением 0-220 V и силой 0-5 А.

Рабочим элементом блока ЭК-обработки пищевых материалов является прямоугольная емкость из пищевого термостойкого фторопласта с расположенными у двух ее противоположных стен плоскими пластинами из пищевой нержавеющей стали. Пластины посредством промежуточных проводников подключаются на время электроконтактной обработки к выходному разъему питающе-регистрирующего блока.

С целью обеспечения возможности обработки различного количества пищевого материала и изменения расстояния между пластинами одна из стенок емкости выполнена подвижной.

Для предотвращения разрушения установки за счет механического воздействия со стороны обрабатываемого материала, вызванного его тепловым расширением, вся емкость из непрочного фторопласта заключена в каркас из текстолита.

Перед началом ЭК-обработки блок ЭК-обработки с помещенным в него обрабатываемым материалом подключается посредством соединительного кабеля к питающе-регистрирующему блоку. Питающий шнур подключается к бытовой электрической сети переменного тока.

Сила тока, проходящего через материал, измеряется амперметрами при постоянном и переменном токе. Замер температуры в процессе ЭК-выпечки проводили при помощи мультиметра DT - 838.

Качество зернового хлеба ЭК-выпечки определяли по органолептическим (внешний вид, консистенция, вкус, запах) и физико-химическим показателям (влажность, пористость, кислотность, содержание лизина, витаминов Bi, Вг, РР, гликемический индекс).

Влажность хлеба оценивали - по ГОСТ 21094-75, пористость - по ГОСТ 5669-96, кислотность - ускоренным методом по ГОСТ 5670-96.

Содержание витаминов Bi, Вг, РР в зерновом хлебе ЭК-выпечки определяли соответственно по ГОСТ 29138 - 91, ГОСТ 29139 - 91, ГОСТ 29140 -91. Содержание лизина в зерновом хлебе ЭК-выпечки определяли по ГОСТ 13496.21 - 87. Исследования проводили с помощью спектрофотометра СФ-46, фотометра КФК-3, газовых хроматографов «Кристалл-2000М», «Хромое ГХ-1000», атомно-адсорбционных спектрофотометрах «Квант», «С-115».

Гликемический индекс зернового хлеба ЭК-выпечки по глюкозе определяли по методике, предложенной кафедрой «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства» МГУПП совместно с Институтом питания РАМН. Сущность метода определения гликемического индекса заключалась в определении скорости их гидролиза углеводов мякиша хлеба под действием комплекса ферментных препаратов желудочно-кишечного тракта организма человека in vitro. О скорости гидролиза углеводов хлеба судили по интенсивности накопления глюкозы, количество которой определяли глюкооксидазным методом. По суммарному количеству глюкозы, образовавшемуся за 270 минут гидролиза мякиша хлеба, рассчитывали ГИ хлеба.

При исследовании процесса хранения зернового хлеба ЭК-выпечки определяли степень его свежести, динамику изменения органолептических свойств, физико-химических показателей и развитие микроорганизмов.

Степень свежести хлеба определяли по коэффициенту набухания его мякиша. Для определения набухаемости мякиша ломоть хлеба толщиной 10 мм, взвешенный с точностью 0,01 г помещали на металлическую раму с отверстиями на дне и стенках, которую погружали в сосуд с водой (температура 37°С) на глубину 3-4 см. Через 5 минут формочку извлекали, давали воде стечь в течение 30 секунд, после чего хлеб взвешивали.

Коэффициент набухаемости Н ( %) рассчитывали по формуле:

// = ^-*100,

(2.4) где Pi - масса хлеба до набухания, г;

Р2 - масса хлеба после набухания, г.

Отбор и подготовку проб для определения микробиологических показателей проводили по ГОСТ Р 54004-2010.

Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) в готовых изделиях определяли по ГОСТ 10444.15-94, наличие бактерий группы кишечной палочки (БГКП) - по ГОСТ Р 52816-07, патогенных, в т. ч. сальмонелл - по ГОСТ Р 52814-07, дрожжей и плесневых грибов - по ГОСТ 10444.15-94.

Хлеб, полученный электроконтактным способом, тем более зерновой хлеб, по своей сути представляет новый продукт питания, обладающий не только известными ранее показателями качества, но и новыми.

Из-за достаточно большого количества показателей качества хлеба в хлебопечении принято применять, так называемые, комплексные показатели, отражающие совокупность тех или иных свойств хлеба.

В настоящее время не разработаны комплексные показатели качества для зернового хлеба электроконтактного способа выпечки.

В связи с вышесказанным авторами на основании обзора литературных данных были разработаны комплексные показатели, характеризующих органолептические, физико-химические и биологические показатели качества зернового хлеба электроконтактного способа выпечки.

Для оценки органолептических свойств зернового хлеба ЭК-выпечки была отобрана группа экспертов из восьми человек, которые являются спе циалистами в области хлебопечения, знающими специфику данного продукта.

На основе традиционных методик нами была разработана 100-балльная шкала органолептической оценки зернового хлеба ЭК-выпечки по четырем показателям качества: вкусу, запаху, консистенции и внешнему виду, учитывающая особенности данного продукта. Для оценки каждого показателя введена 5-балльная шкала, в зависимости от свойств готового продукта. Средние баллы по каждому показателю вычисляются как среднее арифметическое оценок всех экспертов. Вычисление единого значения органолептической оценки - комплексного показателя органолептических свойств (КПорг) зернового хлеба ЭК-выпечки проводилось путем суммирования баллов по каждому показателю, умноженных на коэффициент значимости, который составлял для внешнего вида - 3, консистенции - 4, вкуса - 8 и запаха - 5. Коэффициенты весомости каждого показателя определяли путем опроса группы экспертов.

Образцы, получившие, хотя бы по одному показателю 2 балла и ниже, по мнению экспертов, считаются хлебом неприемлемого качества, и по комплексному показателю органолептических свойств им присваивается минимальная оценка, равная 20 баллам.

В таблице 2.1 представлена разработанная для зернового хлеба ЭК-выпечки шкала органолептической оценки.

Комплексный показатель физико-химических свойств зернового хлеба ЭК-выпечки включает физико-химические показатели готовой продукции, предусмотренные для хлеба стандартом (кислотность (град.), влажность ( %), пористость ( %) готовых изделий). Шкала оценки комплексного показателя физико-химических свойств зернового хлеба ЭК-выпечки, представлена в таблице 2.2. Баллы, набранные образцами по каждому физико-химическому показателю, умножаются на соответствующие коэффициенты значимости, определенные группой экспертов в области хлебопечения и здорового питания, и после суммирования составляют значение комплексного показателя зернового хлеба ЭК-выпечки (КПф-х). Коэффициенты значимости составляют для пористости - 10; кислотности - 6; влажности - 4.

Таблица 2.1 - Шкала оценки комплексного показателя органолептических свойств зернового хлеба ЭК-выпечки

Показатели качества _________хлеба_________

Коэффициент значимости

Оценка, баллы

Характеристики качества хлеба

1

2

3

4

Внешний вид

3

5

Форма правильная, соответствующая хлебной форме, в которой производится выпечка, без единичных трещин и подрывов. Допускается незначительная шероховатость боковых поверхностей. Пористость равномерная, хорошо развитая, поры мелкие, тонкостенные.

Окраска равномерная, коричневая или светло-коричневая. Допускается равномерное распределение дробленых зерен во всем объеме хлеба в виде светлых вкраплений.

Цвет мякиша свойственный данному виду изделий, равномерный.

4

Форма правильная с несколько выпуклой верхней поверхностью. Поверхность изделия достаточно гладкая, единичные мелкие пузыри, едва заметные мелкие трещины и подрывы. Незначительная шероховатость боковых поверхностей. Пористость достаточно равномерная, поры мелкие и средние или только средние, тонкостенные. Окраска достаточно равномерная, интенсивно коричневая.

Цвет мякиша свойственный данному виду, немного темноватый. Допускаются светлые вкрапления дробленых зерен равномерно распределенные во всем объеме хлеба.

3

Форма правильная, с плоской верхней поверхностью. Поверхность пузырчатая, шероховатая, заметные, но не крупные трещины и подрывы. Пористость неравномерная, поры различной величины и средней толщины.

Окраска светло-золотистая или темно-коричневая.

Цвет мякиша желтоватый или сероватый. Допускается равномерное распределение дробленых зерен во всем объеме хлеба в виде светлых вкраплений.

2

Форма неправильная с плоской верхней поверхностью. Поверхность заметно пузырчатая, бугорчатая, морщинистая, крупные трещины и подрывы.

Поры очень мелкие, недоразвитые, толстостенные, незначительное количество плотных, беспористых участков, незначительные пустоты. Окраска желтая.

Цвет мякиша неравномерно окрашен. Неравномерное распределение дробленых зерен во всем объеме хлеба.

1

Форма мятая, разорванная верхняя поверхность.

Значительное количество плотных (беспористых) участков.

Окраска подгорелая.

Цвет мякиша темный.

Продолжение таблицы 2.1

1

2

3

4

Консистенция

4

5

Мягкий, нежный, эластичный мякиш. Слегка влажный на ощупь. Мякиш хорошо разжевываемый. При разжевывании могут ощущаться проваренные частицы дробленого зерна, равномерно распределенные во всем объеме зернового хлеба.

4

Мякиш мягкий, эластичный. При разжевывании вызывает достаточно приятное ощущение во рту, слегка суховатый, хорошо разжевывается. При разжевывании ощущаются легко разжевываемые частицы дробленого зерна.

3

Удовлетворительно мягкий (немного уплотненный), эластичный мякиш. При разжевывании немного грубый, суховатый, слегка комкуется, ощущаются непроваренные частицы дробленого зерна, плохо разжевываемые.

2

Заметно уплотненный, малоэластичный мякиш. При разжевывании заметно грубый, сухой, крошится или слегка мажется, заметно комкуется. Ощущаются трудно разжевываемые твердые частицы измельченного зерна.

1

Сильно заминающийся, влажный на ощупь, неэластичный, липкий мякиш. При разжевывании сильно комкуется, грубый. Ощущаются трудно разжевываемые твердые частицы измельченного зерна.

Вкус

8

5

Вкус свойственный зерновому хлебу, ярко выраженный. Вкус хорошо пропеченного зернового хлеба из хорошо выброженного теста.

4

Менее выраженный, характерный для зернового хлеба.

3

Слабо выраженный, характерный для зернового хлеба.

2

Пресноватый, слегка кислый, слегка тестовый, вкус зернового хлеба не выражен.

1

Совершенно пресный, дрожжевой, резкокислый, пересоленный, горький, не характерный для зернового хлеба, посторонний, неприятный.

Запах

5

5

Аромат зернового хлеба из хорошо выброженного теста, ярко выраженный, свойственный данному виду.

4

Приятный, менее выраженный, характерный для зернового хлеба.

3

Характерный для зернового хлеба, слабо выражен, дрожжевой, кислый, тестовый.

2

Не выраженный, слегка посторонний, но приемлемый, «пустой», спиртовой.

1

Запах невыброженного теста, сильнокислый, плесневый, затхлый, посторонний, неприятный.

Таблица 2.2 - Шкала оценки комплексного показателя физико-химических свойств зернового хлеба ЭК-выпечки

Оценка, баллы

Пористость образцов,%

Кислотность образцов, град.

Влажность образцов, %

5

>50,0

1,2-6,0

46,0 - 48,0

4

42,0 - 49,9

6,1 -7,0

44 - 45,9; 48,1-50,0

3

37,0-41,9

7,1 -8,0

  • 42 - 43,9;
  • 50,1 -52,0

2

33,0 - 36,9

8.1 -9,0

  • 40-41,9;
  • 52,1 -54,0

1

<32,9

0- 1,2;

>9,1

< 39,9; >54.1

Коэффициент значимости

10

6

4

Максимальное значение комплексного показателя физико-химических свойств зернового хлеба ЭК-выпечки равно 100 баллов.

Образцы, получившие, хотя бы по одному показателю (пористость, кислотность или влажность) 2 балла и менее, по мнению экспертов, считаются хлебом неудовлетворительного качества. Таким образцам присваивается значение комплексного показателя физико-химических свойств, равное 20 баллам, что соответствует неудовлетворительному качеству.

Комплексный показатель биологической ценности качества готовых изделий основан на содержании в хлебе таких витаминов, как Вь В2, РР, незаменимой аминокислоты лизина и гликемического индекса по глюкозе зернового хлеба ЭК-выпечки. Комплексный показатель биологической ценности зернового хлеба характеризует возможность назначения данного продукта к лечебно-профилактичским хлебобулочным изделиям.

В таблице 2.3 представлена шкала оценки комплексного показателя биологической ценности зернового хлеба ЭК-выпечки.

Для определения коэффициентов значимости была выбрана группа экспертов из восьми человек, специалистов в области физиологии питания и хлебопечения, хорошо знающих продукт и его технологию (специалисты кафедр «Нутрициологии и биоэлементологии», «Технология пищевых производств» и «Пищевая биотехнология» ГОУ ОГУ). Коэффициент значимости для показателя ГИ равный 6 выбран, по мнению группы экспертов, как доминантный при назначении зернового хлеба ЭК-выпечки для категории диабетиков и людей, больных ожирением. Значения других показателей биоло-97

гических качеств готового зернового хлеба оценены как равнозначные и равные 3,5 для лечебно-профилактического продукта данного вида.

Таблица 2.3 - Шкала оценки комплексного показателя биологической ценности зернового хлеба ЭК-выпечки

Оценка, баллы

Витамин Bi, мг/100г

Витамин Вг, мг/100г

Витамин РР, мг/100г

Лизин, мг/100 г

Гликемический индекс хлеба, % на с.в.

5

>0,28

> 0,076

>4,3

>314

<22,0

4

0,25-0,27

0,070-0,075

3,3-4,29

311-313,9

22,1-24,0

3

0,20-0,24

0,057-0,069

1,4-3,29

308-310,9

24,1-26,0

2

0,15-0,19

0,050-0,056

1,1-1,39

300-307,9

26,1-28,0

1

<0,15

<0,050

<1,1

<300

>28,1

Коэффициент значимости

3,5

3,5

3.5

3,5

6

Максимальное значение комплексного показателя биологической ценности зернового хлеба ЭК-выпечки равно 100 баллам.

Если образец зернового ЭК-выпечки хлеба, по какому-либо показателю набирает 2 балла и ниже, это соответствует неудовлетворительному качеству хлеба. Такому образцу присваивается значение комплексного показателя биологической ценности качества, равное 20 баллам, что соответствует его неудовлетворительному качеству.

Если значение ГИ ниже 4 и 5 баллов, и комплексный показатель не набирает 60 баллов, для испытуемого образца, то такой хлеб нельзя назвать лечебно-профилактическим и рекомендовать для выбранной категории больных нельзя.

Если значения показателей качества по ГИ не ниже 4 и 5 баллов и не ниже 3 баллов по содержанию витаминов Bi, В2, РР и лизина, то такому хлебу можно присвоить статус лечебно-профилактического продукта и рекомендовать для категории диабетиков и больных ожирением людей.

При проведении исследований все анализы осуществляли в неоднократных повторностях в зависимости от точности и сложности использованных методов. Результаты выражали в виде среднего арифметического параллельных повторностей. Оценку степени влияния входных параметров на изменение анализируемых факторов проводили с использованием дисперсионного анализа по критерию Фишера при уровне значимости Р=0,95.

При необходимости установления математической зависимости между двумя переменными факторами использовали метод наименьших квадратов с оценкой степени отклонения экспериментальных точек от полученной зависимости коэффициентом корреляции.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >