НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ШЕВЧУК ОЛЕНА ЮРІЇВНА
УДК 664.644
УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ЗДОБНИХ ВИРОБІВ ІЗ
ЗАМОРОЖЕНИХ НАПІВФАБРИКАТІВ
05.18.01 – зберігання і технологія переробки зерна, виготовлення зернових і хлібопекарських виробів та комбікормів
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ – 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному університеті харчових технологій Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, член-коресп. УААН
Дробот Віра Іванівна
Національний університет харчових технологій,
кафедра технології хліба, кондитерських, макаронних
виробів і харчоконцентратів, професор
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Сирохман Іван Васильович
Львівська комерційна академія,
завідуючий кафедри товарознавства продовольчих
товарів
кандидат технічних наук, доцент
Лебеденко Тетяна Євгеніївна
Одеська національна академія харчових технологій,
кафедра технології хліба, кондитерських виробів і
громадського харчування, доцент
Захист відбудеться 16 квітня 2008 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.04 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Киів-33, вул. Володимирська, 68, аудиторія А-311.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Киів-33, вул. Володимирська, 68
Автореферат розісланий 14 березня 2008р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
к.т.н., доцент М.В.Карпутіна
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В практиці світового хлібопекарського виробництва економічно розвинених країн світу все більшого розвитку набуває впровадження нових інтенсивних технологій. Ці технології більш гнучкі, ніж традиційні. Однією з таких технологій є виробництво хлібобулочних виробів із заморожених тістових заготовок. Сутність її полягає у тому, що з тіста формують заготовки, які заморожують і зберігають у замороженому стані. При потребі проводять їх дефростацію, вистоювання і випікання.
Ця технологія дозволяє оперативно реагувати на вимоги ринка у задоволенні населення свіжими виробами, централізовано контролювати якість, безпеку хлібобулочних виробів на стадії приготування напівфабрикатів, створювати пекарні зі скороченим технологічним циклом, поставляти заморожені тістові заготовки в пункти кінцевого випікання: супермаркети, мініпекарні, заклади харчування або для домашнього випікання. Так, в Росії об’єм виробів, виготовлених за допомогою низькотемпературної обробки у 2006 році склав 3% від загального об’єму їх виробництва.
Заморожування тіста супроводжується змінами стану його біополімерів, впливає не перебіг біохімічних і колоїдних процесів, що позначається на якості виробів. Тому впровадження низькотемпературної обробки потребує високоякісної сировини і високоефективного обладнання.
Вивченню технології виробництва хлібобулочних виробів із заморожених напівфабрикатів присвячена низка дослідних робіт як зарубіжних так і вітчизняних науковців. Це К.Lorenz, P.Mazur, W.Bushuk, L.Kline, И.П.Петраш та інші. Цій проблемі в 90-х роках були присвячені наукові дослідження проведені у Одеському інституті хлібопекарської промисловості (тепер ОДАХТ) О.В.Тешителем.
В Україні низькотемпературна обробка хлібобулочних виробів тільки починає впроваджуватись. Основними причинами затримки її впровадження є відсутність високобілкового борошна, морозостійких дріжджів, недостатнє наукове обгрунтування ефективності застосування цієї технології в умовах переробки вітчизняної сировини.
Тому актуальним є подальший розвиток наукових досліджень у напрямку адаптації низькотемпературної обробки тістових напівфабрикатів до сировини, що є на ринку України з метою поліпшення якості продукції із цих напівфабрикатів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводились відповідно з тематикою науково-дослідної роботи кафедри технології хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратів «Удосконалення технології хліба, борошняних кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратних виробів, використання добавок тваринного і рослинного походження з метою інтенсифікації технологічних процесів, економії сировини, розроблення нових видів виробів підвищеної якості з цілеспрямованими властивотями», яка координується із науковим напрямком НУХТ «Створення нових ресурсозберігаючих, екологічно чистих, безвідходних і маловідходних технологій, розроблення продуктів підвищеної біологічної цінності, профілактичного, лікувального, дієтичного та дитячого харчування з використанням нетрадиційної сировини на основі використання фізичних методів аналізу».
Автор безпосередньо брав участь в удосконаленні технології виготовлення хлібобулочних виробів із заморожених тістових заготовок шляхом використання композиційної суміші добавок, що була розроблена для цієї технології.
Мета і завдання досліджень. Мета роботи полягає в удосконаленні технології здобних виробів, виготовлених із заморожених тістових заготовок, шляхом застосування харчових добавок для покращання їх якості.
Відповідно до мети були визначені наступні основні завдання дослідження:
- вивчити вплив низькотемпературної обробки на життєдіяльність дріжджів у здобному тісті;
- дати порівняльну оцінку технологічним властивостям дріжджів різних виробників з метою визначення найбільш придатних для використання у разі низькотемпературної обробки тіста;
- обгрунтувати вибір технології приготування тіста, визначити вплив сухої пшеничної клейковини і ферментних препаратів «Фунгаміл супер БР» і «Глюзим»10000 та аскорбінової кислоти на технологічний процес і якість здобних виробів, виготовлених із заморожених тістових заготовок;
- оптимізувати склад композиції добавок для виробництва здобних хлібобулочних виробів в умовах низькотемпературної обробки тістових заготовок;
- визначити вплив харчових добавок на мікробіологічні і біохімічні процеси в тісті, що підлягало заморожуванню – розморожуванню;
- визначити основні закономірності впливу заморожування на структурно-механічні властивості тіста;
- дослідити вплив харчових добавок на структурно-механічні властивості тіста залежно від тривалості низькотемпературного зберігання тістових заготовок після заморожування;
- встановити вплив заморожування та холодильного зберігання тістових заготовок на споживчу і харчову цінність здобних виробів.
На основі проведених досліджень удосконалити технологію здобних виробів, що виготовлені із заморожених тістових заготовок і розробити технологічні рекомендації по застосуванню харчових добавок при виробництві здобних виробів із заморожених тістових заготовок.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведена комплексна оцінка стійкості дріжджів українських виробників до низькотемпературної обробки і тривалого (протягом 30 діб) зберігання тістових заготовок. Встановлено, що більш стійкими є дріжджі з більшим вмістом трегалози (11,0 та 11,4%).
Доведено, що з подовженням тривалості низькотемпературної обробки тістових заготовок з 1 до 30 діб зменшується життєдіяльність дріжджових клітин з 22 до 64%, що зумовлює необхідність збільшення їх дозування.
Вперше методом електронно-скануючої мікроскопії встановлено, що низькотемпературна обробка тістових заготовок призводить до ущільнення білкової молекули. Це зумовлює зниження консистенції тіста і активності його ферментів, погіршення об’єму і формостійкості хлібобулочних виробів. Визначено основні закономірності зміни структурно-механічних властивостей здобного тіста, залежно від тривалості низькотемпературної обробки.
Науково обгрунтовано і експериментально встановлено, що використання композиції харчових добавок у складі сухої пшеничної клейковини, ферментного препарату «Глюзим»10000 і аскорбінової кислоти зумовлює покращання структурно-механічних властивостей тіста, внаслідок взаємодії структурних компонентів тіста і добавок. Методом експериментально-статистичного моделювання встановлено оптимальний склад композиції з цих добавок.
Виявлено, що внаслідок низькотемпературної обробки тістових заготовок, знижується у випечених з них виробах вміст вітамінів В1, В6 і РР на 3…5%. Проте ці вироби краще зберігають свіжість, про що свідчить їх органолептична оцінка і вміст зв’язаної води у м’якушці, краще атакуються ферментами шлунково-кишечного тракту пепсином і трипсином.
Практичне значення одержаних результатів. Запропонована удосконалена технологія здобних виробів із заморожених тістових напівфабрикатів із середнього по силі борошна, яка забезпечує покращання споживчих властивостей здобних виробів при застосування композиційної суміші добавок, що складається із сухої клейковини, аскорбінової кислоти та ферментного препарату «Глюзим»10000.
На основі порівняльної оцінки стійкості дріжджів вітчизняних виробників до низької температури, рекомендовані для застосування, при виробництві здобних виробів із заморожених тістових заготовок, пресовані дріжджі Львівські «Ефект 15» та Криворізькі «Рекорд» оранжевий.
Результати досліджень використані при розробленні технологічних рекомендацій по застосуванню композиційної суміші добавок у хлібопекарській промисловості при застосуванні низькотемпературної обробки тістових заготовок.
Матеріали досліджень використовуються в навчальному процесі.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведені дослідження по вивченню технологічних властивостей СПК, аскорбінової кислоти та ферментних препаратів «Фунгаміл супер БР» та «Глюзим»10000 при використанні їх у хлібопекарській промисловості, їх вплив на процеси дозрівання тіста і якість здобних виробів із заморожених тістових заготовок з борошна середньго по силі. Розроблено та оптимізовано композиційну суміш добавок для виготовлення здобних виробів із заморожених тістових заготовок.
Аналіз і узагальнення результатів проведені спільно з науковим керівником д.т.н., проф., чл.-кор. УААН В.І.Дробот. Дослідження мікроструктури тіста проведені спільно із Інститутом ботаніки ім.М.Г.Холодного НАН України. Дослідження структурно-механічних властивостей тіста - спільно з співробітниками Лабораторії сертифікації та ідентифікації рослин. Автором особисто також підготовлені публікації наукових статей.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на : 69, 71, 73 наукових конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів НУХТ (м. Київ, 2003 - 2007рр.).
Результати роботи апробовані й підтверджені у виробничих умовах хлібокомбінату №5 м. Львова.
Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 7 друкованих праць, з них 4 статті у фахових виданнях, перелік яких затверджений ВАК України та 3 тези доповідей наукових конференцій.
Структура дисертації та об’єм роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, семи розділів, висновків, списку бібліографічних джерел (169 найменувань) і додатків. Основні матеріали викладені на 143 сторінках друкованого тексту, містять 24 рисунки та 29 таблиць.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтована актуальність теми роботи, визначено мету і завдання досліджень, розкрито наукову новизну і практичне застосування одержаних результатів. Наведено відомості про особистий внесок автора, апробацію роботи, опублікування результатів, структуру та обсяг роботи.
У першому розділі «Проблема забезпечення населення свіжими хлібобулочними виробами» розглянуті способи подовження свіжості хлібобулочних виробів. Показано, що використання низькотемпературної обробки тіста при приготуванні хліба є одним з найбільш актуальних методів забезпечення споживача свіжевипеченою продукцією. Проте, внаслідок відсутності високоякісної сировини та наукового обгрунтування в умовах вітчизняного виробництва, на Україні ця технологія впроваджується низькими темпами.
Розглянуто вплив низької температури на структурні компоненти тіста та способи стабілізації і покращання якості готових виробів із заморожених тістових заготовок.
В другому розділі «Характеристика сировини і методів дослідження» наведено характеристику об’єктів і методів аналізу. Об’єктом досліджень були 5 партій борошна з різним вмістом клейковини та якістю; пресовані дріжджі “Рекорд” оранжевий та “Рекорд” синій Криворізького концерну “Надєжда”, дріжджі Львівські «Екстра» та Львівські «Ефект 15» дріжджового заводу “Ензим”, дріжджі “Акмайя” СП “Одеські дріжджі”; 1 партія СПК виробництва фірми «Лесаффр» (Франція); ФП окисної дії «Глюзим»10000, амілолітичної та окисної дії «Фунгаміл супер БР» виробництва фірми «Новозаймс» (Данія»; аскорбінова кислота. Усі види сировини і харчових добавок відповідали вимогам чинних стандартів, ТУ або мали гігієнічний висновок МОЗ України.
Показники якості сировини, добавок, напівфабрикатів та готових виробів визначали згідно з регламентованими стандартами методик.
У лабораторних умовах готували тісто безопарним способом залежно від умов експерименту. Пресовані дріжджі та СПК дозували безпосередньо в борошно перед замішуванням тіста, ФП та аскорбінову кислоту дозували у вигляді водного розчину. Результати досліджень перевірялися у виробничих умовах.
Про стійкість дріжджів різних виробників до дії холоду судили за їх бродильною активністю та якістю готових виробів, що були виготовлені з цих дріжджів.
Зміни у структурі крохмальних зерен під впливом низької температури визначали за допомогою їх мікроскопіювання та ІЧ-спектральним аналізом. Вуглеводно-амілазний комплекс характеризували за даними накопичування цукрів у тісті.
Пружньо-еластичні властивості тіста оцінювали за допомогою фаринографа фірми «Брабендер» та альвеографа фірми «Шопен». В’язкість тіста визначали за граничною напругою зсуву на пенетрометрі АП-4 та розпливанням кульки тіста. Зміни у мікроструктурі тіста було визначено за допомогою електронного скануючого мікроскопу.
Споживчі властивості готових виробів оцінювали за ступінню їх свіжості шляхом визначення вмісту зв’язаної води та кришкуватістю, збереженням вітамінів групи В і РР, їх засвоюваністю “in vitro” та вмістом ароматичних речовин за кількістю бісульфідзв’язуючих сполук.
Кожну серію дослідів виконували у три-, чотирикратній повторності.
У третьому розділі «Дослідження впливу холоду на життєдіяльність дріжджів у тісті, що піддається заморожуванню» методом мікроскопіювання проводили визначення впливу дії холоду на дріжджі окремо та дріжджі у тісті. Встановлено, що низька температура не викликає змін у формі дріжджових клітин, однак спричиняє зменшення їх розміру, викликає збільшення проникненості оболонки, що призводить до збільшення мертвих та ушкоджених клітин. Після зберігання замороженого здобного тіста при температурі -18?С протягом 1 доби кількість активних дріжджових клітин зменшилася на 22,0%. На кінець 30 доби зберігання тіста кількість активних дріжджових клітин складає 36% по відношенню до їх початкового вмісту у тісті до заморожування.
Була проведена оцінка якості дріжджів, що є на ринку України з метою визначення таких, що найкраще забезпечують якість здобних виробів із заморожених напівфабрикатів ї їх дозування. В дослідженнях використовували пресовані 5-ти торгових марок.
Встановлено (рис. 1), що у процесі зберігання заморожених виробів газоутворювальна здатність дріжджі різних виробників знижується не однаково. Найкращу бродильну активність після зберігання у замороженому стані мали дріжджі торгових марок Львівські «Ефект 15» та «Рекорд» оранжевий. Ці дріжджі порівняно з іншими мали більший вміст білку та трегалози.
Досліджували вплив низькотемпературної обробки на якість готових виробів. Встановлено (рис. 2), що з подовженням тривалості зберігання тістових заготовок об’єм готових виробів та їх формостійкість знижується незалежно від виду пресованих дріжджів. Найкращі показники якості здобних виробів отримали при використанні дріжджів торгових марок Львівські „Ефект 15” та Криворізькі „Рекорд” оранжевий. Оптимальним є дозування цих дріжджів 6% до маси борошна.
Враховуючи неоднозначність думки вчених відносно ступені виброженості тіста перед заморожуванням досліджували вплив тривалості дозрівання тіста на якість здобних виробів, виготовлених із заморожених напівфабрикатів. Було встановлено (табл. 1), що з подовженням тривалості бродіння здобного тіста знижується бродильна активність дріжджів. Якість виробів із заморожених тістових заготовок була краща за питомим об’ємом та формостійкістю в зразках з тіста, що не підлягало бродінню.
Таблиця 1
Вплив тривалості бродіння тіста після замішування на технологічний процес та показники якості готових виробів із заморожених тістових заготовок
Показники | Тривалість бродіння тіста, хв
0 | 30 | 60 | 90 | 150
Тривалість вистоювання тістових заготовок ,хв | 82 | 87 | 93 | 100 | 110
Виділено СО2 за період вистоювання, см3 / 100г | 210 | 190 | 182 | 170 | 156
Питомий об’єм готових виробів, см3/г | 4,2 | 3,8 | 3,5 | 3,2 | 3,0
Формостійкість, н/д |
0,54 | 0,48 | 0,45 | 0,43 | 0,41
В четвертому розділі «Зміни структурних компонентів тіста під час його заморожування та зберігання» для з’ясування сутності впливу холоду на біохімічні і реологічні зміни в тісті досліджували його вплив на вуглеводно-амілазний та білково-протеїназний комплекси тіста.
Виявлено, що низькотемпературна обробка тіста призводить до деструкції крохмальних зерен, що підтверджується появою мікротріщин на їх поверхні, виявлених шляхом мікроскопіювання крохмальних зерен. Оскільки структура поверхні крохмалю впливає на інтенсивність гідролітичного розкладу його під дією ферментів, можна передбачити збільшення податливості крохмалю із замороженого тіста дії ферментів, порівняно з крохмалем свіжеприготовленого тіста, що і було підтверджено після додавання амілолітичного ферментного препарату «Фунгаміл СГ». Утворення цукру з крохмалю, відмитого із замороженого тіста, збільшилось на 50% за 30 діб зберігання тіста. Нами проведено спектрографічні дослідження дії холоду на крохмаль. Були зняті ІЧ-спектри ближнього та середнього діапазонів поглинання зразків крохмалю, відмитих з тіста до заморожування та після 15 та 30 діб його зберігання при температурі -18?С. Встановили, що дія холоду призводить до пошкодження молекули крохмального зерна – розриваються б-1,4-глюкозидні зв’язки.
Таблиця 2
Вплив заморожування на накопичення та зброджування цукрів тіста
Визначення цукрів по ходу технологічних операцій, % | Тривалість зберігання тістових заготовок, діб
10 | 30
Без дріжджів | З дріжджами | Без дріжджів | З дріжджами
Перед заморожуванням заготовок | 2,1 | 2,3 | 2,1 | 2,3
Після заморожування і розморожування заготовок | 3,0 | 2,96 | 2,85 | 2,95
Накопичено цукрів за час зберігання і розморожування | 0,9 | 0,66 | 0,75 | 0,65
Зброджено цукрів за час зберігання і розморожування | - | 0,24 | - | 0,1
Після вистоювання тістових заготовок | 3,6 | 2,2 | 3,27 | 2,74
Накопичено цукрів за час вистоювання заготовок | 0,6 | - | 0,42 | -
Зброджено цукрів за час вистоювання заготовок | - | 1,36 | - | 0,63
Проте в тісті після розморожування не спостерігається збільшення накопичення продуктів гідролізу крохмалю – цукрів (табл. 2), що свідчить про зниження активності амілолітичних ферментів тіста під дією низьких температур.
У дослідах визначали зміни кількості і якості клейковини залежно від тривалості зберігання замороженого тіста. Встановлено, що в процесі зберігання заморожених тістових заготовок зменшується кількість клейковини, що відмивається з них після розморожування в основному за рахунок зменшення вмісту сухої клейковини і її гідратаційної здатності. Це явище відбувається, очевидно, внаслідок поглиблення деструкції білків з подовженням тривалості низькотемпературної обробки тіста.
Встановлено (табл. 3), що внаслідок деструкції білків в тісті збільшується кількість білкової фракцій, що не відмивається з клейковиною, але і не є водорозчинною. Тобто, у процесі морозильного зберігання спостерігається перерозподіл білка за фракціями, що призводить до змін структурно-механічних властивостей тіста.
Таблиця 3
Фракційний склад білкових речовин тіста
Тривалість зберігання заморожених тістових заготовок при -18 ?С, діб | Вміст азоту по фракціям, % до СР
Загальний вміст азоту | Азот клейковини | Водороз-чинний азот | Проміжна фракція
До заморожування | 2,012 | 1,520 | 0,221 | 0,269
10 | 2,011 | 1,590 | 0,234 | 0,182
20 | 2,013 | 1,480 | 0,230 | 0,302
30 | 2,012 | 1,460 | 0,228 | 0,320
Методом електронно-скануючої мікроскопії (рис. 3) встановлено, що заморожування тіста призводить до змін в його мікроструктурі. Зменшується еластичність білкових плівок, структура тіста ущільнюється. Це явище спостерігається менш виразно у здобному тісті порівняно з безрецептурним.
В п’ятому розділі «Заходи щодо покращання якості виробів із заморожених напівфабрикатів» для підвищення кількості клейковини в борошні застосовували суху пшеничну клейковину в кількості 2, 3 і 4 % до маси борошна. З метою регулювання якості клейковини, покращання її еластичності, інактивації активатора протеолізу глютатіону, використовували добавки окисної дії: аскорбінову кислоту в кількості 0,006 і 0,01% та ферментний препарат «Глюзим»10000 – 0,002 і 0,004% до маси борошна. Для активації життєдіяльності дріжджів використовували ферментний препарат «Фунгаміл супер БР», при дозуванні 0,001 і 0,0015% до маси борошна.
Вивчали вплив харчових добавок на показники технологічного процесу і якість здобних виробів, виготовлених із заморожених напівфабрикатів з різною тривалістю морозильного зберігання. Тісто готували вологістю 35...35,5 % і температурою 19-20С безопарним способом без бродіння. Тістові заготовки округлої форми масою 120 г заморожували при температурі -24±1?С та зберігали у морозильній камері при температурі -18С протягом 30 діб. Розморожували тістові заготовки при температурі 25...26С протягом 70 хвилин. Вистоювали у шафі вистою при 35 С до готовності. Випікали вироби 15 хвилин при температурі 210...220°С.
Встановлено (табл. 4), що суха пшенична клейковина і ферментний препарат «Фунгаміл супер БР» сприяють підвищенню інтенсивності бродіння і формостійкісті тістових заготовок під час вистоювання.
Таблиця 4
Показники технологічного процесу та якість здобних виробів із заморожених тістових заготовок після 30 діб зберігання з добавками
Технологічні показники | Без добавок | СПК 4% | Аскор. кислота 0,01% | ФП Глюзим 0,004% | ФП Фунга-міл 0,0015%
Тісто
Кислотність титрована, град
- після замісу
-після розморожування
- після вистоювання
Кислотність активна (рН)
- початкова
- кінцева
Газоутворюв. здатність за час вистоюв.,см3СО2/ 100г
Тривалість вистоювання,хв
Розпливання, % |
1,8
2,5
6,10
5,54
280
85
193 |
1,8
2,9
6,02
5,56
305
90
188 |
1,8
2,7
6,04
5,38
285
95
182 |
1,9
2,6
6,12
5,40
280
98
176 |
1,9
2,8
5,87
5,45
305
87
179
Готові вироби
Питомий об’єм, см3 /100 г
Показник формостійкості
Кислотність, град |
425
0,42
2,2 |
515
0,49
2,4 |
470
0,50
2,4 |
485
0,51
2,3 |
440
0,45
2,3
Оптимальною дозою СПК є 4%, а «Фунгаміл супер БР» 0,001% до маси борошна. Аскорбінова кислота і ферментний препарат «Глюзим» не впливають на газоутворення в тістових заготовках, але значно покращують їх газоутримувальну здатність і формостійкість під час вистоювання. Оптимальною дозою аскорбінової кислоти є 0,01%, а ферментного препарату «Глюзим» – 0,004%. Досліджувані добавки збільшують об’єм і формостійкість виробів із заморожених напівфабрикатів незалежно від тривалості їх морозильного зберігання.
Зважаючи на вищевикладене, були проведені дослідження по визначенню доцільності використання цих добавок в композиції методом експериментально-статистичного моделювання. В якості параметру оптимізації були обрані формостійкість (У1) та питомий об’єм (У2) здобних виробів, виготовлених із заморожених тістових заготовок після 30 діб зберігання. Розрахунок коефіцієнтів та статистична обробка дозволили отримати наступні рівняння регресії, що адекватно описують вихідні величини:
У1=0,3428 + 0,0174*Х1 – 0,0036*Х2 + 0,0284*Х1*Х3 + 0,0052*Х1*Х2*Х3 (1)
У2= 0,2857 + 0,0509*Х1 + 0,0019*Х2 – 0,0008*Х3 + 0,0063*Х1*Х2*Х3 (2)
Оптимізація процесу за комплексним показником якості дала змогу визначити максимальні значення вихідних величин, за яких, для стабілізації якості тіста та покращання якості здобних виробів із заморожених напівфабрикатів, найбільш ефективним є додання в тісто 4% до маси борошна сухої пшеничної клейковини в композиції з 0,006% аскорбінової кислоти і 0,002% ФП «Глюзим»10000.
При зберіганні заморожених тістових заготовок з додаванням цієї композиції покращується їх газоутримувальна здатність, газоутворення, зменшується розпливання тістових заготовок під час вистоювання, що зумовлює виготовлення виробів із заморожених тістових заготовок з кращим об’ємом і формостійкістю (табл. 5).
Таблиця 5
Показники технологічного процесу та якість здобних виробів із заморожених тістових заготовок
Технологічні показники | Тривалість зберігання заморожених тістових заготовок при дозуванні композиції, діб
Без заморо-жування | 10 | 20 | 30
0* | К** | 0* | К** | 0* | К** | 0* | К**
Тісто
Кислотність титрована, град
- після замісу
-після розморожування
- після вистоювання
Кислотність активна (рН)
- початкова
- кінцева
Газоутворювальна здатність за час вистоювання, см3СО2/ 100г
Тривалість вистоювання,хв
Розпливання, % |
1,6
2,4
6,10
5,2
345
90
173 |
1,8
2,6
6,06
5,48
370
102
165 |
1,8
2,7
6,05
5,45
315
87
177 |
2,0
2,8
5,97
5,43
358
95
167 |
1,8
2,7
6,00
5,44
295
85
180 |
2,0
2,8
5,95
5,42
343
89
169 |
1,8
2,7
5,98
5,41
282
83
187 |
2,0
2,8
5,94
5,40
330
87
171
Готові вироби
Питомий об’єм, см3 /100 г
Показник формостійкості
Кислотність, град |
530
0,54
2,2 |
586
0,61
2,2 |
460
0,46
2,2 |
550
0,55
2,2 |
440
0,43
2,2 |
542
0,54
2,2 |
420
0,41
2,2 |
524
0,53
2,2
де * - без добавок, ** - з доданням композиції добавок.
В шостому розділі «Дослідження впливу харчових добавок на структурно-механічні властивості здобного тіста, біохімічні і колоїдні процеси в ньому при низькотемпературному обробленні» визначали вплив вказаних добавок на біохімічні та колоїдні процеси тіста, що піддається заморожуванню.
Аналіз альвеограм показав, що додавання СПК покращує структурно-механічні властивості тіста. Пружність тістових заготовок зростає на 12%, збільшується питома робота деформації порівняно з контролем. Добавки окисної дії - аскорбінова кислота і ферментний препарат «Глюзим»10000 більш вагомо підвищують ці показники. Найбільшу пружність мали тістові заготовки з додаванням композиції. Дані отримані на фаринографі корелюють з показниками альвеографу.
Для визначення в’язко-пластичних властивостей тіста визначали розпливання кульок із свіжеприготовленого тіста та граничну напругу зсуву після заморожування, морозильного зберігання і дефростації. Встановлено, що внесення добавок і особливо їх композиції покращує формостійкість тістових заготовок, що підлягали дії холоду. Граничне напруження зсуву (рис. 4) зменшується з подовженням тривалості зберігання тістових заготовок, що свідчить про зменшення в’язкості напівфабрикату. Це може бути пов’язано з тим, що заморожування зумовлює ослаблення клейковини і супроводжується зниженням гідрофільності білкової молекули, збільшенням вільної води в рідкій фазі тіста, а також з ферментативним гідролізом полімерів.
Визначали вплив досліджуваних харчових добавок на зміни у білково-протеїназному комплексі тіста. Встановлено, що добавки окисної дії спричиняють стабілізацію характеристик клейковини в процесі заморожування, зберігання і дефростації тістових заготовок - зменшується протеоліз білків у тісті.
При додаванні в тісто СПК газоутворення після дефростації тістових заготовок підвищується на 18% порівняно з контролем. Добавки окисної дії незначно (на 4%) знижують газоутворення в тісті до заморожування, проте після морозильного зберігання газоутворення в тісті з цими добавками знижується у меншій мірі ніж у тісті без добавок.
Покращання інтенсивності бродіння тіста з добавками супроводжується покращанням газоутримувальної здатності, що підтверджено дослідженнями по впливу добавок на зміни питомого об’єму тіста в циліндрі в процесі 3-х годин бродіння після дефростації тістових заготовок. Так питомий об’єм тіста з композицією добавок збільшився на 25% порівняно з тістом без добавок (табл.6).
Таблиця 6
Вплив додавання добавок у здобне тісто, що заморожується, на його питомий об’єм у процесі бродіння після дефростації
Зразки | Питомий об’єм тіста при тривалості бродіння 0.5, 1, 2 і 3 години, см3/г
після формування | після 15діб зберігання | після 30діб зберігання
0,5 | 1 | 2 | 3 | 0,5 | 1 | 2 | 3 | 0,5 | 1 | 2 | 3
Контроль (без добавок) | 1,05 | 1,95 | 3,05 | 3,35 | 1,10 | 1,80 | 3,15 | 3,40 | 1,15 | 1,45 | 3,30 | 3,50
Із 4% СПК | 1,25 | 2,15 | 3,20 | 3,50 | 1,25 | 2,05 | 3,70 | 3,90 | 1,3 | 2,00 | 3,80 | 4,05
Із 0,01% аскорб. кислоти | 1,15 | 1,90 | 3,30 | 3,85 | 1,18 | 2,15 | 3,45 | 3,95 | 1,20 | 1,75 | 3,45 | 4,15
Із 0,004% ФП «Глюзим»10000 | 1,20 | 2,05 | 3,35 | 3,90 | 1,30 | 2,00 | 3,75 | 4,05 | 1,35 | 2,00 | 3,85 | 4,20
З композицією добавок | 1,30 | 2,25 | 3,45 | 3,95 | 1,35 | 2,20 | 3,70 | 4,15 | 1,40 | 2,10 | 3,95 | 4,30
В сьомому розділі «Споживча цінність здобних виробів, що виготовлені із заморожених тістових заготовок з композицією добавок» було проведено ряд досліджень по впливу використання композиційної суміші добавок при виготовленні здобних виробів із заморожених тістових заготовок на збереження їх споживчих властивостей.
Тривалість збереження свіжості здобними виробами, випеченими із заморожених тістових заготовок, визначали за вмістом в них зв’язаної води і кришкуватістю. Встановлено (табл. 7), що у виробах із заморожених тістових заготовок підвищується вміст зв’язаної води порівняно з виробами з тістових заготовок, що не заморожували. Підвищення вмісту зв’язаної води корелює зі зменшенням кришкуватості виробів випечених із заморожених тістових заготовок порівняно з контролем.
Таблиця 7
Вміст зв’язаної води у здобних виробах із заморожених тістових заготовок і кришкуватість м’якушки виробів при зберіганні
Технологічні показники | Тривалість морозильного зберігання тістових заготовок, діб
0 ( контроль) | 15 | 30
Без добавок | З компо-зицією | Без добавок | З компо-зицією | Без добавок | З компо-зицією
Масова частка зв’язаної води, % доСР при збер. виробів, год:
16
24 |
31,6
27,8 |
32,4
29,2 |
33,1
29,8 |
36,0
33,1 |
33,8
30,6 |
35,9
33,8
Кришкуватість м’якушки ви-робів, %, що зберігалися, год:
16
24 |
2,6
3,4 |
2,2
2,8 |
2,3
3,1 |
1,9
2,5 |
2,1
2,9 |
2,0
2,3
Заморожування і морозильне зберігання тістових заготовок зумовлює часткове руйнування вітамінів В1, В2 і РР, що знижує їх вміст у готових виробах на 3…5%.
Встановлено підвищення ступеню атакуємості білків м’якушки виробів з заморожених тістових заготовок, що можна пояснити кращою піддатливістю денатурованих білків дії ферментів.
Встановлено, що вироби із заморожених тістових заготовок в м’якушці і скоринці містять таку ж кількість карбонільних сполук як і вироби із свіжезамішаного тіста, не зважаючи на те, що біохімічні процеси при вистоюванні дефростованих тістових заготовок менш активні. Це можна пояснити великою кількістю цукру (15%) у здобних виробах.
Запропонована удосконалена технологія здобних виробів із заморожених тістових напівфабрикатів із середнього по силі борошна (рис. 5), яка забезпечує покращання споживчих властивостей здобних виробів при застосуванні композиційної суміші добавок.
борошно | СПК | дріжджі | маргарин | цукор | сіль
просіювання | просіювання | Приготування суспензії 1:3 | подрібнення | Розчинення у воді 1:2 | Розчинення у воді
змішування
Аскорбінова кислота
Вода |
Замішування тіста
Розчинення у воді 1:10
Охолодження
Ф П «Глюзим»
Вологість 35,0-36,0%
Температура – 19-20?С
Поділ на шматки
Формування
Заморожування | температура – 24±1?С
Пакування
Зберігання | Температура – (-18)?С
Розморожування | Температура - 25-26?С
Вистоювання | Температура - 35-36?С
Випікання
Охолодження
Рис. 5. Принципова схема виробництва здобних виробів із заморожених тістових заготовок з використанням композиційної суміші добавок.
ВИСНОВКИ
1. Удосконалено технологію виготовлення здобних виробів із заморожених тістових заготовок, з метою покращання їх якості, шляхом застосування харчових добавок.
2. Проведені теоретичні і експериментальні дослідження показали, що в процесі заморожування – холодильного зберігання – розморожування тістових заготовок знижується життєдіяльність дріжджів.
3. Порівняльна оцінка технологічних властивостей дріжджів різних виробників засвідчила доцільність використання дріжджів торговельних марок Львівських «Ефект 15» та Криворізьких „Рекорд” оранжевий для приготування тіста, що підлягає низькотемпературній обробці. Ці дріжджі після 30 діб морозильного зберігання тістових заготовок (-18?С) мали на 6...15% кращу бродильну активність порівняно з дріжджами інших виробників, що пояснюється більшим вмістом трегалози.
4. Показано, що в процесі заморожування – зберігання і розморожування тістових заготовок відбувається денатурація білків і змінюється структура клейковинного каркасу, що встановлено електронним мікроскопіювання.
5. Встановлено зміни в структурі поверхні крохмальних зерен після дії низької температури, що свідчать про їх часткове руйнування.
6. Доведено, що внаслідок низькотемпературної обробки тіста знижується активність амілолітичних і протеолітичних ферментів. Так, при порівнянні зразків тіста, що зберігалися 10 і 30 діб, встановлено після його розморожування зменшення накопичення цукрів на 17% і водорозчинних білкових речовин тіста на 2,5%.
7. Зміни в вуглеводно-амілазному та білково-протеїназному комплексах поглиблюються з подовженням тривалості холодильного зберігання тістових заготовок.
8. Доведено позитивний вплив сухої пшеничної клейковини, ферментних препаратів «Фунгаміл супер БР» та «Глюзим» та аскорбінової кислоти на стабілізацію властивостей тіста у процесі заморожування – розморожування та визначено оптимальне їх дозування.
9. Визначено закономірності впливу харчових добавок на перебіг біохімічних та мікробіологічних процесів в здобному тісті, на параметри технологічного процесу і якість здобних виробів, при його низькотемпературній обробці.
10. Доведено, що харчові добавки стабілізують структурно-механічні властивості тіста при його низькотемпературній обробці і покращують об’єм, формостійкість і стан м’якушки виробів.
11. Методами експериментально-статистичного моделювання та оптимізації розроблено композицію добавок для покращання якості здобних виробів із заморожених тістових заготовок, що складається із 4% сухої пшеничної клейковини з додаванням 0,006% аскорбінової кислоти і 0,002% ферментного препарату „Глюзим”10000.
12. Встановлено, що здобні вироби, виготовлені із заморожених тістових заготовок повільніше втрачають вологу. Додавання композиції добавок в більшій мірі сприяє подовженню тривалості збереження ними свіжості.
13. При виготовлені здобних виробів із заморожених напівфабрикатів дещо знижується в них вміст бісульфідзв’язуючих речовин, на 2…5% покращується атакуємість їх білків ферментами шлунково-кишечного тракту внаслідок денатурації білків, на 3…5% зменшується вміст вітамінів групи В і РР.
14. На основі результатів досліджень розроблені рекомендації щодо використання комплексної добавки при виробництві здобних виробів із застосуванням низькотемпературної обробки. Удосконалена технологія здобних виробів із заморожених тістових заготовок апробована у виробничих умовах на хлібокомбінаті №5 м. Львова.
ПЕРЕЛІК РОБІТ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Дробот В.И., Шевчук Е.Ю. Влияние низкотемпературной обработки теста на жизнедеятельность дрожжей разных производителей при производстве сдобных изделий // Хранение и переработка зерна. – 2005. –№1(67). – С.41-43.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
2. Дробот В., Шевчук О. Вплив заморожування тістових напівфабрикатів на клейковинні білки // Хлібопекарська і кондитерська промисловість України. –2006. – №4. –С.18-19.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
3. Дробот В.І., Шевчук О.Ю. Вплив тривалості заморожування на вміст цукрів у тістових напівфабрикатах після розморожування та вистоювання // Наукові праці НУХТ. – 2007. – С.8-9.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
4. Дробот В.І., Шевчук О.Ю., Петришин Н.З. Покращання якості виробів із заморожених напівфабрикатів шляхом використання добавок // Хранение и переработка зерна. – 2007. – №2(92). – С.32-33.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідження, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
5. О.Ю. Шевчук, В.І. Дробот. Використання хлібопекарських пресованих дріжджів вітчизняного виробництва у хлібопеченні // 69-та науково-практична конференція молодих вчених, аспірантів і студентів. Київ: НУХТ, 2003. – С.62.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
6. О.Ю. Шевчук, В.І. Дробот. Порівняльна характеристика якості здобних виробів із замороженого тіста, виготовленого на дріжджах різних виробників // 71-а наукова-практична конференція молодих вчених, аспірантів і студентів.Київ: НУХТ, 2005. – С.53.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
7. О.Ю. Шевчук, В.І. Дробот, Н.З.Петришин. Удосконалення технології виготовлення здобних виробів із заморожених тістових заготовок // 73-я науково-практична конференція молодих вчених, аспірантів і студентів. Київ: НУХТ, 2007. – С.58.
Особистий внесок здобувача: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
АНОТАЦІЯ
Шевчук О.Ю. Удосконалення технології здобних виробів із заморожених напівфабрикатів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.01 – зберігання і технологія переробки зерна, виготовлення зернових і хлібопекарських виробів та комбікормів. – Національний університет харчових технологій, Київ, 2008.
Дисертація присвячена актуальному у хлібопеченні питанню подовження тривалості зберігання здобних виробів шляхом низькотемпературної обробки тістових заготовок та удосконалення їх якості завдяки використанню сухої пшеничної клейковини, аскорбінової кислоти та ферментних препаратів окисної дії «Глюзим»10000 та «Фунгаміл супер БР». Досліджено вплив вказаних добавок на структурно-механічні властивості тіста, біохімічні, мікробіологічні та реологічні процеси у ньому, технологічний процес та якість здобних виробів. Встановлено, що ці добавки покращують якість здобних виробів із заморожених тістових заготовок, для чого було розроблено композицію добавок на основі СПК, аскорбінової кислоти та ФП «Глюзим»10000. Проведено дослідження по визначенню найбільш стійких пресованих дріжджів до низькотемпературної обробки серед дріжджів вітчизняних виробників. Розглянуто питання впливу низької температури на вуглеводно-амілазний та білково-протеїназний комплекси тіста.
Ключові клова: низькотемпературна обробка здобного тіста, суха пшенична клейковина, аскорбінова кислота, ферментний препарат «Глюзим»10000, структурно-механічні властивості тіста, якість здобних виробів.
АННОТАЦИЯ
Шевчук Е.Ю. Усовершенствование технологии сдобных изделий с замороженных полуфабрикатов. – Рукопись.
Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук за специальностью 05.18.01 – хранение и технология переработки зерна, изготовление зерновых и хлебопекарных изделий и комбикормов. – Национальный университет пищевых технологий, Киев, 2008.
Диссертация посвящена актуальному вопросу хлебопечения - удлинение срока хранения сдобных изделий путем низкотемпературной обработки тестовых заготовок и усовершенствования их качества благодаря использованию пищевых добавок: сухой пшеничной клейковины, аскорбиновой кислоты и ферментных препаратов окислительного действия «Глюзим»10000 и «Фунгамил супер БР». Исследовано влияние указанных добавок на структурно-механические свойства теста, изменение его биохимических, микробиологических и реологических свойств, технологический процесс и качество сдобных изделий.
Установлено, что сухая пшеничная клейковина и ферментный препарат «Фунгамил супер БР» способствуют увеличению интенсивности брожения и формоустойчивости тестовых заготовок в период расстойки. Аскорбиновая кислота и ферментный препарат "Глюзим"10000 не влияют на газообразование в тестовых заготовках, но значительно улучшают их газоудерживающую способность и формоустойчивость в период расстойки независимо от периода низкотемпературного хранения.
Для достижения оптимального результата улучшения качества сдобных изделий с замороженных тестовых заготовок разработана композиция пищевых добавок на основе сухой пшеничной клейковины, аскорбиновой кислоты и ферментного препарата «Глюзим»10000. При хранении замороженных тестовых заготовок с добавлением этой композиции добавок, улучшается их газоудерживающая способность, газообразование, уменьшается расплываемость тестовых заготовок во время расстойки, что обуславливает производство сдобных изделий с замороженных тестовых заготовок с лучшим объемом и формоустойчивостью. Так, на протяжении периода хранения тестовых заготовок 30 дней, удельный объем готовых изделий был на 23,3% большим, а формоустойчивость - на 30%, по сравнению с соответствующими показателями качества сдобных изделий, которые были изготовлены без внесения композиции добавок. На основании результатов исследований разработаны рекомендации по использованию комплексной добавки при производстве сдобных изделий с замороженных тестових заготовок.
Проведено исследования по влиянию замораживания на жизнедеятельность прессованных дрожжей. Установлено, что низкая температура не приводит к изменениям формы дрожжевой клетки, однако при этом уменьшается их геометрический размер и увеличивается проницаемость оболочки, что приводит к увеличению мертвых и поврежденных клеток.
Определено наиболее стойкие к низкотемпературной обработке сдобного теста прессованные дрожжи среди отечественных производителей. Установлено, что наиболее высокую бродильную активность после хранения замороженного сдобного теста на протяжении 30 дней за показателями общего количества выделенного углекислого газа и удельным объемом готовых изделий имели дрожжи Львовские «Эффект 15» и Криворожские «Рекорд» оранжевый. Эти дрожжи имели наибольшее содержание белка и трегалозы.
Рассмотрен вопрос влияния низкой температуры на углеводно-амилазный и белково-протеиназный комплексы теста. Установлено, что низкотемпературная обработка приводит к деструкции крахмальных зерен, делающим его более податливым действию ферментов. Однако, в тесте после размораживания не наблюдали увеличение накопления продуктов гидролиза крахмала, что свидетельствует о снижении активности амилолитических ферментов теста под действием низких температур. Низкая температура оказывает разрушающее действие и на белковые компоненты теста, что в свою очередь приводит к снижению его структурно-механических свойств, а также ухудшению качества хлеба.
Исследовано влияние низкотемпературной обработки теста на сохранение питательной ценности и свежести готовых сдобных изделий, изготовленных с замороженных тестовых заготовок. Установлено, что действие низкой температуры способствует лучшему расщеплению белковых компонентов сдобных изделий ферментами желудочно-кишечного тракта. В сдобных изделиях, которые были изготовлены с замороженных тестовых заготовок, увеличивается содержание связанной влаги, корелирующее с уменьшением их
