(3)

где Х - количество сырой клейковины, %;

mk - масса сырой клейковины, г;

mм - масса навески муки, г.

Далее определяют качество клейковины путём измерения её упруго-эластичных свойств на приборе ИДК - 1 (ИДК - 3М).

Из окончательно отмытой, отжатой и взвешенной клейковины выделяют навеску массой 4 г, затем формуют шарик и помещают для отлёжки в чашку с водой, температурой 18-20єС на 15 минут. После отлёжки делают измерения на приборе ИДК.

Результаты измерения упругих свойств клейковины выражают в условных единицах прибора и в зависимости от их значения клейковину относят к соответствующей группе качества, согласно требованиям таблице 3.

Таблица 3 - Группы качества клейковины

Группы качества	Характеристика клейковины	Показания прибора ИДК в условных единицах прибора
I	Неудовлетворительно крепкая	0-30
II	Удовлетворительно крепкая	35-50
I	Хорошая	55-75
II	Удовлетворительно слабая	80-100
III	Неудовлетворительно слабая	105 и более

Техника определения влажности сырой клейковины: высушивание клейковины ведут в приборе ПИВИ в пакетах, приготовленных из газетной бумаги. Пустые пакеты сушат в течении 3 мин при 160 єС, затем помещают в эксикатор на 2-3 мин и взвешивают. Навеску клейковины 5 г помещают в пакет и высушивают в течение 5 мин. После этого пакеты с клейковиной помещают в эксикатор на 20 мин и взвешивают.

Влажность сырой клейковины определяют по формуле (4):

(4)

где W - влажность сырой клейковины, %;

m0 - масса пакета, г;

m1 - масса пакета и сухой клейковины, г;

m2 - масса пакета и сырой клейковины, г.

Определение содержания сухой клейковины ГОСТ 28797-90 (ИСО6645-81) определяется по формуле (5):

(5)

где G - содержание сухой клейковины, %;

m1 - масса пакета и сухой клейковины, г;

m0 - масса пакета, г;

m - масса навески муки, взятая для определения сырой клейковины, г (т.е. 25 г по ГОСТ27839-88).

Гидратационная способность клейковины - это количество воды, связываемое высокомолекулярными белками. Гидратационная способность рассчитывается по формуле (6):

 (6)

где Wкл - влажность клейковины, %.

Определение подъёмной силы прессованных дрожжей (ускоренный метод)

Отбирают 0,31 г дрожжей, переносят в фарфоровую чашку, приливают 4,8 см³ приготовленного раствора поваренной соли, нагретого до 35єС, и тщательно перемешивают. К полученному раствору добавляют 7 г муки пшеничной II сорта, замешивают тесто и придают ему форму шарика. Шарик опускают в стакан с водой, нагретой до 35єС, и помещают в термостат с той же температурой.

Время подъёма шарика в минутах умножают на коэффициент 3,5. Полученный результат и будет подъёмной силой прессованных дрожжей.

2.2.2 Методы исследования полуфабрикатов

При исследовании свойств полуфабрикатов мы оценивали состояние теста органолептически, измеряли начальную и конечную температуру, а также конечную титруемую кислотность и его влажность.

Определение кислотности полуфабриката

Отвешивают с точностью до 0,01 г 5 г полуфабриката и переносят в фарфоровую ступку, где растирают с 50 см³ дистиллированной воды до получения однородной болтушки. Добавляют в болтушку 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 моль/дм³ раствором гидроокиси натрия до получения розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 минуты.

Кислотность полуфабриката вычисляется по формуле (7):

 (7)

где Х - кислотность полуфабриката, град.;

а - количество раствора щёлочи, пошедшего на титрование, см³;

К - поправочный коэффициент к титру щёлочи.

Определение влажности полуфабриката

Влажность полуфабриката определяем на приборе ПИВИ-1. В предварительно высушенный и взвешенный бумажный пакетик помещаем равномерным слоем 5 г полуфабриката, далее высушиваем в ПИВИ-1 в течение 5 минут при температуре 160єС.

По истечении времени пакетик вынимают из прибора и переносят в эксикатор на 20 мин для охлаждения. Затем пакетик взвешивают и вычисляют влажность полуфабриката по формуле (8):

(8)

где W - влажность полуфабриката, %;

m - масса навески полуфабриката, г;

m₁ - масса пакета и навески полуфабриката до высушивания, г;

m2 - масса пакета и навески полуфабриката после высушивания, г.

Органолептическая оценка состояния теста

При органолептической оценке состояния теста осматривают его массу, обращая внимание на перечисленные ниже показатели:

· состояние поверхности - выпуклая, плоская, осевшая, заветренная, в мелкой сеточке и т.д.; при нормальном брожении тесто имеет выпуклую поверхность;

· консистенция - слабая, крепкая, нормальная - и промесс;

· степень сухости - влажное, сухое, мажущееся, липкое, слизистое; осязаемая, видимая на глас (в виде мельчайших капелек) влажность теста свидетельствует о его дефектности;

· структура теста - наблюдается при раздвигании его руками; при нормально протекающем брожении тесто должно быть хорошо разрыхлено и иметь сетчатую структуру;

· аромат - при нормально проходящем процессе брожения - сильно спиртовой.

Определение температуры полуфабриката

В лабораторных условиях температуру полуфабрикатов измеряют техническим термометром со шкалой от 50 до 150 єС и точностью до 1 єС.

При измерении температуры полуфабриката термометр следует погружать в него не менее чем на 15…20 см на 2…3 мин.

2.2.3 Методы исследования готовых изделий

При исследовании готовых изделий оценивали органолептические показатели, а также влажность, кислотность, пористость, удельный объём формового хлеба и формоустойчивость подового, рассчитывали объемный выход хлеба.

Органолептическая оценка хлеба

Хлебобулочные изделия должны иметь правильную форму, золотисто-жёлтый цвет, гладкую поверхность, тонкостенную пористость и хорошую эластичность мякиша. Вкус и запах должны соответствовать виду хлебобулочного изделия.

Определение влажности хлеба (ГОСТ 21094-75)

В открытые, предварительно высушенные и взвешенные бюксы помещают по 5 г измельчённого мякиша хлеба. Затем бюксы переносят в сушильный шкаф, нагретый до 130єС и высушивают в течение 45 минут.

По истечении времени бюксы вынимают, закрывают крышками и переносят в эксикатор на 20 мин для охлаждения. После этого бюксы взвешивают.

Влажность вычисляют по формуле (9):

(9)

где W - влажность хлеба,%;

m1 - масса бюксы с навеской до высушивания, г;

m2 - масса бюксы с навеской после высушивания, г;

m - масса навески, г.

Определение кислотности хлеба (ГОСТ 5670-96)

Взвешивают 25 г измельчённого мякиша хлеба и помещают в сухую бутылку вместимостью 500 см³ с хорошо пригнанной пробкой.

Мерную колбу вместимостью 250 см³ наполняют до метки дистиллированной водой температурой 18-20єС. Четверть взятой дистиллированной воды приливают в бутылку с крошкой, быстро растирают деревянной палочкой до получения однородной массы.

К полученной смеси приливают всю оставшуюся дистиллированную воду, закрывают бутылку пробкой, энергично встряхивают в течение 2 минут и оставляют в покое на 10 минут. Затем смесь снова встряхивают в течение 2 минут и оставляют в покое в течение 8 минут.

По истечению времени отстоявшийся слой процеживают в сухой стакан. Из стакана отбирают по 50 см³ в две конические колбы и титруют раствором 0, 1 моль/дм³ гидроокиси натрия с 2-3 каплями фенолфталеина до получения слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 минуты.

Кислотность вычисляется по формуле (10):

(10)

где Х - кислотность, град.;

V - количество раствора щёлочи, пошедшего на титрование, см³;

К - поправочный коэффициент к титру щёлочи.

Определение пористости хлеба (ГОСТ 5669-96)

Под пористостью понимают отношение объёма пор мякиша к общему объёму хлебного мякиша, выраженное в процентах.

Пористость мякиша хлебобулочных изделий определяют путём взятия выемок пробником Журавлёвой.

Из середины изделия вырезают кусок шириной не менее 7-8 см. Из него на расстоянии не менее 1 см от корок делают выемки цилиндром прибора. Затем хлебный мякиш выталкивают из цилиндра втулкой на 1 см и срезают его у края цилиндра.

Для определения пористости мякиша пшеничного хлеба делают 3 выемки объёмом 27±0,5 см³ каждая. Приготовленные выемки взвешивают одновременно.

Пористость вычисляется по формуле (11):

(11)

где П - пористость;

V - общий объём выемок хлеба, см³;

m - масса выемок, г;

р - плотность без пористой массы мякиша.

Определение формоустойчивости хлеба

Формоустойчивостью называют отношение высоты подового хлеба к его диаметру (Н:D). Определение диаметра и высоты подовых изделий производится с помощью линеек с миллиметровыми делениями. Н - наибольшая высота хлеба, мм; D -средний диаметр хлеба, мм, вычисляемый по формуле (12):

(12)

где DMAX - наибольший диаметр хлеба, мм;

DMIN - наименьший диаметр хлеба, мм.

Определение удельного объёма хлеба

Объём определяют с помощью приборов объёмомерников. Также используют мелкое зерно (просо, сорго). Объём измеряют дважды.

Приготовленным зерном заполняют с избытком ёмкость, приспособленную для определения объёма хлеба. Избыток зерна сгребают ребром линейки. Затем ёмкость опрокидывают, и зерно собирают в ковш. Это зерно служит для дальнейшего определения объёма хлеба. Наибольшее количество зерна из ковша высыпают назад в ёмкость. На него осторожно не приминая зерна, кладут пробу хлеба и засыпают его оставшимся зерном с образованием горки над ёмкостью. Избыток зерна ссыпают в ковш. Зерно из ковша ссыпают в мерный цилиндр и измеряют объём.

Удельный объём хлеба определяют по формуле (13):

(13)

где V_УД - удельный объем хлеба, смі/100 г хлеба;

V_ХЛ - объем формового хлеба, смі;

g_ХЛ - масса горячего хлеба, г.

Объемный выход хлеба определяют по формуле (14):

(14)

где VОБ - объемный выход хлеба, смі/100 г муки;

V - объем хлеба, смі;

GТ - масса всего теста, г;

Gм - масса муки, пошедшей на приготовление теста, г;

q - масса куска теста для выпечки одного образца хлеба, г.

2.2.4 Специальные методы исследования

Метод определения рН воды

Тщательно очищенная от посторонних примесей вода обладает определенной, хотя и незначительной, электрической проводимостью, заметно возрастающей с повышением температуры. Наличие электрической проводимости может быть объяснено только тем, что молекулы воды частично распадаются на ионы, т.е. Н₂О является слабым электролитом. Процесс диссоциации воды:

Н₂О Н⁺ + ОН

Этот процесс называется самоионизацией или автопротолизом.

Ионное произведение воды:

[Н⁺] [ОН^-] = Кв = 10^-14 ( при 295 К (22⁰С))

Так как концентрации ионов Н⁺ и ОН^- в воде одинаковы, то [Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7 моль/л

В соответствии с теорией электролитической диссоциации ионы Н⁺ являются носителями кислотных свойств, а ионы ОН^- - носителями основных свойств. Поэтому раствор будет нейтральным, когда а(Н⁺)=а(ОН^-)=10^-7; кислым, когда а(Н⁺)>а(ОН^-), и щелочным, когда а(Н⁺)<а(ОН^-). а - активность ионов.

Для характеристики кислотности (щелочности) среды введен специальный параметр - водородный показатель или рН. рН - взятый с обратным знаком десятичный логарифм активности ионов водорода в растворе:

рН = - lg а_Н⁺

Водородный показатель определяет характер реакции раствора. Например, при 22⁰С она нейтральна при рН 7 (а_Н⁺ = 10^-7моль/л), при рН<7 (а_Н⁺ > 10^-7моль/л) реакция раствора кислая, при рН>7 (а_Н⁺ < 10^-7моль/л) - щелочная. С изменением температуры меняется концентрация ионов Н⁺ в нейтральном растворе.

По аналогии рН введен показатель рОН:

рОН = - lg а_ОН⁺

Водородный показатель имеет важное значение для понимания большинства процессов (химических и биологических), протекающих в жидкой фазе, так как ионы Н⁺ и ОН^- непосредственно участвуют во многих из этих процессов. Кроме того, эти ионы являются гомогенными катализаторами многих реакций.

В данной научно-исследовательской работе измерение показателя рН воды проводили на приборе рН-метре-иономере «ЭКОТЕСТ-120».

Показатель рН воды определяется с помощью ионоселективного стеклянного электрода «Эком-рН» и вспомогательного электрода сравнения.

Метод определения окислительно-восстановительного потенциала (Eh)

Любая окислительно-восстановительная реакция состоит из процессов окисления и восстановления. Окисление - это отдача электронов веществом, т.е. повышение степени окисления элемента. Вещества, отдающие свои электроны в процессе реакции, называются восстановителями. Это значит, что вещество из восстановленной формы превращается в окисленную. К типичным восстановителям относятся простые вещества: металлы, водород, углерод, анионы, атомы которых находятся в низкой степени окисления (Сl^-, H₂PO^-), а также углеводороды, азотоводороды, бороводороды и др.

Восстановление - это смещение электронов к веществу или понижение степени окисления элемента. Вещество, принимающее электроны, называется окислителем. Вещество из окисленной формы перешло в восстановленную. К типичным окислителям относятся простые вещества, атомы которых характеризуются высокой электроотрицательностью: кислород, соединения кислорода, например пероксиды, соединения благородных газов, галогены, катионы и анионы с высокой степенью окисления (Fe³⁺, Pb⁴⁺, NO^-₃ и др.). В химических окислительно-восстановительных реакциях окисление и восстановление взаимосвязаны.

Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) - мера химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах. Значения окислительно-восстановительных потенциалов выражаются в вольтах (милливольтах). Окислительно-восстановительный потенциал любой обратимой системы определяется по формуле (15)

Eh = E₀ + (0.0581/n) lg(Ox/Red) при t = 20°С (15)

где Eh -- окислительно-восстановительный потенциал среды;

E₀ -- нормальный окислительно-восстановительный потенциал, при котором концентрации окисленной и восстановленной форм равны между собой;

Ox -- концентрация окисленной формы;

Red -- концентрация восстановленной формы;

n -- число электронов, принимающих участие в процессе.

В воде значение Eh колеблются от -- 400 до + 700 мВ, определяется всей совокупностью происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов и в условиях равновесия характеризует среду сразу относительно всех элементов, имеющих переменную валентность.

В данной научно-исследовательской работе измерение показателя ОВП воды производили на приборе рН-метре-иономере «ЭКОТЕСТ-120».

Для измерения окислительно-восстановительного потенциала (Eh) используется электродная система, состоящая из редоксметрического (платинового) измерительного электрода и хлорид-серебряного (вспомогательного) электрода сравнения.

Определение картофельной болезни хлеба

Определение обсемененности муки спорообразующими бактериями производят по выпеченному хлебу следующим образом:

Хлеб формовой, приготовленный в лабораторных условиях через 1,5-2 ч после выпечки заворачивают в двойной слой пористой бумаги (газетной), тщательно увлажняют руками, смоченными теплой водой, упаковывают в пакет из полиэтиленовой пленки и помещают в термостат при температуре 37±1єС без увлажнения воздуха.

Пробу выдерживают в термостате 24 ч. Затем хлеб разрезают острым ножом и проверяют наличие заболевания (специфический запах, липкий мякиш) [24].

Определение плесневения хлеба

Для определения влияния обработанной воды на качество хлебобулочных изделий при хранении проводили пробные лабораторные выпечки. Через 4 ч после выпечки образцы хлеба герметично упаковывали в полиэтиленовые пакеты и оставляли на хранение в течение 5 суток при комнатной температуре. Через 24, 48, 72, 96 и 120 ч после выпечки оценивали внешний вид упакованного хлеба.

Пробные лабораторные выпечки

Для проведения исследований влияния активированной воды на показатели качества готовых изделий в данной научно-исследовательской работе приготовление теста осуществляли безопарным способом по методу пробной лабораторной выпечки (ГОСТ 27669-88).

Рецептура и режим тестоприготовления представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Рецептура и режим приготовления теста

Наименование сырья и параметров процесса	Количество сырья и параметры при приготовлении
Мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, г	100
Дрожжи хлебопекарные прессованные, г	2,5
Соль поваренная пищевая, г	1,5
Вода, мл	По расчёту
Температура начальная, єС	29-30
Продолжительность брожения, мин	120-150
Продолжительность расстойки, мин	60
Кислотность конечная, град	3

Замес теста осуществляли вручную. Замешенное тесто помещали в термостат с температурой 35єС для брожения. Продолжительность брожения 150 минут. Через 60 и 120 минут проводили обминку теста.

Выброженное тесто разделывали, укладывали в формы и помещали в расстойный шкаф с температурой 40єС и относительной влажностью 75-80%. Продолжительность расстойки 60 минут. Расстоявшиеся тестовые заготовки выпекали при температуре 220-240 єС до готовности.

2.3 Характеристика сырья, применяемого в работе

В научно-исследовательской работе использовалось следующее сырье: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, соль поваренная пищевая, дрожжи хлебопекарные прессованные, вода питьевая и вода питьевая, обработанная методом плазмохимической активации.

Мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта (ГОСТ 26574-85)

Методы определения качества муки приведены в разделе 2.2.1, в соответствии с которыми были определены характеристики муки, представленные в таблице 5.

Таблица 5 - Характеристика муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта

Показатели качества	Значение показателей
Влажность, %	12
Кислотность, град	2,2
Содержание сырой клейковины, %	24
Упругие свойства клейковины, ед прибора ИДК	59,6
Влажность сырой клейковины, %	64
Содержание сухой клейковины, %	7,2
Гидратационная способность, %	233,3
Органолептические показатели: Запах Вкус Цвет муки	Свойственный пшеничной муке, без посторонних запахов Свойственный пшеничной муке, без посторонних привкусов Белый с кремовым оттенком

Также в муке нормируют содержание вредных для организма человека соединений. К ним относятся токсичные элементы (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, медь, цинк), микотоксины (афлотоксин В₁, дезоксиниваленон, Т - 2 токсин, N-нитрозамины, пестициды, радионуклиды, вредные примеси, загрязненность вредителями хлебных запасов (насекомые, птицы).

Эти требования изложены в “Гигиенических требованиях к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов СанПиН №2.3.2.-560-96.

Соль поваренная пищевая высшего сорта (ГОСТ 13830-91)

Показатели качества поваренной соли высшего сорта приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Показатели качества высшего сорта поваренной соли

Наименование показателей	Норма для высшего сорта
Массовая доля хлористого натрия, % в пересчете на сухие вещества, не менее	98,4
Массовая доля нерастворимых в воде веществ, % в пересчете на сухие вещества, не более	0,16
Массовая доля влаги, % не более	0,7

Дрожжи хлебопекарные прессованные (ГОСТ 171-81)

Дрожжи применяют в количествах 0,5 - 4,0 % для разрыхления теста. Дрожжи хлебопекарные прессованные представляют собой скопления дрожжевых клеток определённой расы, выращенных в особых условиях на питательных средах при интенсивном продувании воздухом.

Качество прессованных дрожжей оценивается по органолептическим и физико-химическим показателям и должно соответствовать ГОСТ 171-81. К органолептическим показателям прессованных дрожжей относятся цвет, запах, вкус и консистенция. Дрожжи прессованные должны иметь светлый цвет с желтоватым или сероватым оттенком. На дрожжах не должно быть плесневого налёта белого или другого цвета, а также различных полос и тёмных пятен на поверхности. Запах дрожжей должен быть характерный, слегка напоминающий фруктовый. Показатели качества дрожжей приведены в таблице 7.

Таблица 7. - Физико-химические показатели качества дрожжей

Наименование показателей	Норма для прессованных дрожжей
Массовая доля влаги, % не более	75,0
Подъёмная сила (подъём теста до 70 мм), мин, не более	70,0
Кислотность 100 г дрожжей в пересчёте на уксусную кислоту, мг не более	120,0
Гарантийный срок хранения дрожжей, не менее	12 сут

Вода питьевая (ГОСТ 2874-82)

Вода, применяемая в хлебопекарной промышленности для технологических целей должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82. Не должна содержать вредных примесей и болезнетворных микроорганизмов, должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и приятной на вкус. Большое значение имеет жесткость воды, обусловленная содержанием в ней солей кальция и магния. Жесткая вода благоприятно влияет на качество хлеба при переработке слабой муки, поскольку соли кальция и магния укрепляют клейковину.

Вода питьевая обработанная

Вода питьевая (ГОСТ 2874-82), обрабатывается на экспериментальной установке плазменной активации. При обработке методом плазменной активации питьевая вода по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим и показателям безопасности соответствует нормативным требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

В данной научно-исследовательской работе использовали 4 вида обработанной воды с продолжительностью обработки низкотемпературным разрядом плазмы 15, 30, 60 и 90 минут, а также исследовали влияние воды после хранения на показатели качества сырья, свойства теста и качество готового хлеба. Вода хранилась три месяца.

2.4 Результаты исследований и их анализ

2.4.1 Определение свойств воды, обработанной методом плазмохимической активации

В данной научно-исследовательской работе измерялись показатели качества воды: рН и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП, Eh).

При определении показателя рН использовали по 5 образцов каждого вида воды. По результатам получали средние значения.

Таблица 8 - Определение рН воды, обработанной низкотемпературным разрядом плазмы

Водопроводная вода	Вода, обработанная в течение 15 мин	Вода, обработанная в течение 90 мин
7,295	7,947	8,278

Из таблицы видно, что с увеличением времени обработки воды повышается показатель рН, реакция воды становится более щелочной.



Продолжительность измерения, с

Рисунок 6 - Определение ОВП водопроводной воды

Из рисунка видно, что наблюдается тенденция к увеличению ОВП водопроводной воды, что свидетельствует об увеличении концентрации окисленной формы веществ. Возможно, это связано с присутствием в водопроводной воде примесей.

Рисунок 7 - Определение ОВП воды, обработанной ПХА 15 минут



Рисунок 8 - Определение ОВП воды, обработанной 90 минут

Из рисунков видно, что обработка воды влияет на изменение ее свойств, наблюдается тенденция к снижению показателя ОВП, что свидетельствует об увеличении концентрации восстановленной формы веществ.

Таблица 9 - Определение рН воды, обработанной низкотемпературным разрядом плазмы (через три месяца)

Водопроводная вода	Вода, обработанная в течение 15 мин	Вода, обработанная в течение 90 мин
7,355	8,017	8,174

После хранения сохраняется щелочная реакция обработанной воды, показатели рН воды разного времени обработки практически одинаковы.



Продолжительность измерения, с

Рисунок 9 - Определение ОВП воды, обработанной методом ПХА 15 мин, после хранения

Продолжительность измерения, с

Рисунок 10 - Определение ОВП воды, обработанной методом ПХА 90 мин, после хранения

Из рисунков видно, что ОВП обработанной воды после хранения практически не изменяется, что говорит об отсутствии протекания окислительно-восстановительных реакций в воде.

Таблица 10 - Определение рН воды, обработанной низкотемпературным разрядом плазмы

Водопроводная вода	Вода, обработанная в течение 30 мин	Вода, обработанная в течение 60 мин
7,410	8,073	7,888

По данным таблицы видно, что вода с меньшим временем обработки имеет более щелочную реакцию, чем с большим временем обработки, что возможно связано с изменением параметров обработки.

Продолжительность измерения, с

Рисунок 11 - Определение ОВП воды, обработанной 30 мин

Из рисунка видно, что ОВП обработанной воды практически не изменяется, что говорит об отсутствии протекания окислительно-восстановительных реакций в воде.



Продолжительность измерения, с

Рисунок 12 - Определение ОВП воды, обработанной 60 мин

Из рисунка видно, что наблюдается тенденция к небольшому снижению ОВП обработанной воды в сторону увеличения концентрации восстановленной формы веществ.

2.4.2 Определение влияния обработанной воды на свойства сырья

Прессованные дрожжи относятся к основному сырью хлебопекарного производства и поэтому от их качества в значительной мере зависят свойства теста и качество хлебобулочных изделий.

Качество прессованных дрожжей оценивается по органолептическим и физико-химическим показателям и должно соответствовать ГОСТ 171-81. К физико-химическим показателям качества дрожжей относят: массовую долю влаги, подъемную силу, кислотность и гарантийный срок хранения. Наиболее важным показателем качества для хлебопечения является подъемная сила дрожжей. Поэтому в данном разделе исследовалось влияние обработанной воды на подъемную силу прессованных дрожжей. Для этого готовили 12 образцов теста по методике, изложенной в разделе 2.2.1, для замеса теста использовали воду, обработанную методом плазмохимической активации. Контролем служил образец теста, замешенный на обычной питьевой воде. Нами были приготовлены 4 контрольных образца, 4 образца на слабой воде и 4 образца на сильной воде.

Количество и качество клейковины является наиболее важным показателем качества пшеничной муки. В данной научно-исследовательской работе были проведены испытания влияния активированной воды на свойства клейковины: количество и качество сырой клейковины, содержание сухой клейковины, определение ее гидратационной способности. При проведении исследований использовали муку с показателями качества, представленными в таблице 11.

Таблица 11 - Характеристика муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта

Показатели качества муки	Значение показателей
Влажность, %	12
Содержание сырой клейковины, %	24
Упругие свойства клейковины, ед прибора ИДК	59,6
Кислотность, град	2,2

Контрольные образцы теста, из которых отмывали клейковину, готовили с использованием питьевой воды, опытные - с водой, обработанной методом плазмохимической активации. Показатели качества клейковины определяли согласно методикам, изложенным в разделе 2.2.1.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Влияние обработанной воды на свойства сырья

Показатели качества сырья	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин.)
Подъемная сила дрожжей, мин	40	42	51
Количество сырой клейковины, %	24	24	21,2
Упругие свойства, ед. прибора ИДК	57,3	57,7	32,5
Влажность сырой клейковины, %	64	64	62
Содержание сухой клейковины, %	7,2	7,2	6,4
Гидратационная способность, %	177,8	177,8	194,4

Рисунок 13 - Определение влияния обработанной воды на подъемную силу дрожжей

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут



Рисунок 14 - Определение влияния обработанной воды на упругие свойства клейковины

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

Рисунок 15 - Определение влияния обработанной воды на гидратационную способность клейковины

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

По результатам исследований, представленных в таблице 2.7 видно, что подъемная сила дрожжей ухудшается по сравнению с контролем на 27,5%, так как возможно это может быть связано с увеличением показателя рН обработанной воды. Для воды, обработанной в течение 90 минут, рН = 8,278, содержание О₂ в воде снижается, происходит десорбция О₂ в окружающую среду.

Количество сырой клейковины уменьшилось на 11,7 % в опытном образце № 2 по сравнению с контролем. Вода, обработанная плазмой в течении 90 минут, за счет своей молекулярной структуры перешла в более связанную форму со структурными компонентами белка. При этом наблюдается укрепление упругих свойств клейковины на 43,3% по сравнению с контролем и переход ее из разряда хорошей в разряд удовлетворительно крепкой. Гидратационная способность у опытного образца № 2 выше, чем у контроля на 9,3 %. Вода, обработанная 15 минут, влияние на показатели качества на оказала, данные соответствуют контролю.

В таблице 13 представлены результаты влияния обработанной воды после хранения на свойства сырья.

Таблица 13 - Влияние обработанной воды после хранения на свойства сырья

Показатели качества	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин)
Подъемная сила дрожжей, мин	42,38	40,01	34,05
Количество сырой клейковины, %	24	24	24
Упругие свойства, ед. прибора ИДК	62	65,5	56,6
Влажность сырой клейковины, %	64	64	64
Содержание сухой клейковины, %	7,2	7,2	7,2
Гидратационная способность, %	177,8	177,8	177,8



Рисунок 16 - Определение влияния обработанной воды после хранения на подъемную силу дрожжей

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

Рисунок 17 - Определение влияния обработанной воды после хранения на упругие свойства клейковины

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут



Рисунок 18 - Определение влияния обработанной воды после хранения на гидратационную способность клейковины

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

В процессе хранения изменяются свойства воды и ее структура. рН воды, обработанной в течение 90 минут, уменьшается незначительно, при этом подъемная сила дрожжей уменьшается на 19,7 % по сравнению с контролем.

Таблица 14 - Влияние обработанной воды на свойства сырья

Показатели качества	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 30 мин)	Опытный образец№2 (обработка воды 60 мин)
Подъемная сила дрожжей, мин	55,36	61,43	54,13
Количество сырой клейковины, %	24	24	24
Упругие свойства, ед. прибора ИДК	63,7	57,2	57,5
Влажность сырой клейковины, %	62	62	64
Содержание сухой клейковины, %	7,6	7,6	7,2

Можно сделать вывод, что произошли изменения в структуре воды, связанные с объединением мономолекул воды в небольшие ассоциаты. Видимо, такая вода способствует активности дрожжей на начальном этапе.

По показателям качества изменяются только упругие свойства клейковины. У опытного образца № 2 упругие свойства выше по сравнению с контролем на 8,8 %, но ослабляются по сравнению с водой, обработанной 90 минут до хранения. По-видимому, структура воды восстанавливается, но постепенно. У опытного образца № 1 упругие свойства ниже по сравнению с контролем на 5,6 % . Все остальные показатели соответствуют контролю.

Рисунок 19 - Определение влияния обработанной воды на подъемную силу дрожжей

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 30 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 60 минут

Подъемная сила дрожжей у опытного образца 2 ниже на 2,2 % по сравнению с контролем, у опытного образца 1 выше на 11 %.



Рисунок 20 - Определение влияния обработанной воды на упругие свойства клейковины

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 30 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 60 минут

Рисунок 21 - Определение влияния обработанной воды на гидратационную способность клейковины

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 30 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 60 минут

При обработке воды в течение 60 минут белками связывается большее количество воды. Содержание сухой клейковины снижается по сравнению с контролем 5,3%. Гидратационная способность выше на 8,9 %. Клейковинные белки связали больше молекул воды. Упругие свойства опытных образцов 1 и 2 одинаковы и лучше по сравнению с контролем на 10,2 и 9,7 % соответственно.

2.4.3 Определение влияния обработанной воды на свойства теста и качество готового хлеба

В данной научно-исследовательской работе проводились пробные лабораторные выпечки по технологии, представленной в разделе 2.2.4. Контрольный образец теста готовили на обычной питьевой воде, опытные - на воде обработанной, методом плазмохимической активации. Было сделано по 2 выпечки с использованием каждого вида обработанной воды.

При замесе контрольного и опытных образцов теста воду добавляли в одинаковом количестве. Готовили 12 опытных образца теста с использованием активированной воды: 2 образца на слабой воде (15 мин) и 2 образца на сильной воде (90 мин); 2 образца на воде (15 мин) после хранения и 2 образца на воде (90 мин) после хранения; 2 образца на слабой воде (30 мин) и 2 образца на сильной воде (60 мин).

В данном разделе исследовали влияние обработанной воды на показатели качества теста. О качестве судили по показателям кислотности и влажности.

Эти показатели оценивали в соответствии с методами, описанными в разделе 2.2.2.

Результаты данного исследования представлены в таблице 15.

Таблица 15 - Влияние обработанной воды на свойства теста

Физико-химические показатели	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды15 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин.)
Влажность, %	42	40	42
Кислотность, град	3,5	3,5	3,7

Из данных таблицы видно, что кислотность опытного образца № 2 немного выше по сравнению с контролем.

Качество готовых изделий оценивали органолептически, а так же по таким показателям, как удельный объём, формоустойчивость, пористость, кислотность и влажность, которые определяли методами, описанными в разделе 2.2.3.

Результаты исследований представлены в таблице 16.

Таблица 16 - Определение влияния обработанной воды на качество готового хлеба

Показатели качества	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин.)
Формоустойчивость	0,46	0,48	0,51
Удельный объем, см3 /100 г хлеба	293,1	282,8	222,8
Объемный выход, см3 /100 г муки	385,4	376	292,8
Физико-химические показатели хлеба
Влажность, %	40	41	40
Кислотность, град.	2,8	2,6	2,2
Пористость, %	80	79	75
Органолептические показатели
Пористость	Мелкая и средняя равномерная, развитая	Мелкая равномерная, развитая	Мелкая равномерная, недостаточно развитая

Рисунок 22 - Определение влияния обработанной воды на формоустойчивость готовых изделий

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

Рисунок 23 - Определение влияния обработанной воды на объемный выход готовых изделий

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

Формоустойчивость повышается у опытных образцов 1 и 2 за счет укрепления упругих свойств клейковины на 4,3 % и 10,9 соответственно. Объемный выход у опытных образцов 1 и 2 снижается по сравнению с контролем на 2,4 % и 24 % соответственно. По органолептической оценке тесто имеет более упругие свойства и тяжелее поддается разделке. Низкий объем и показатели удельного объема и объемного выхода можно объяснить реологическими свойствами теста. Для получения хлеба нормального качества необходимо при замесе теста добавлять большее количество воды. По показателям качества опытный образец 1 практически соответствует контролю.

Таблица 17 - Влияние обработанной воды после хранения на свойства теста

Физико-химические показатели	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин.)
Влажность, %	43	42	41
Кислотность, град	3,5	3,5	3,5

Таблица 18 - Определение влияния обработанной воды после хранения на качество готового хлеба

Показатели качества	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин)
Формоустойчивость	0,44	0,50	0,56
Объем, см3	461	441	430
Удельный объем, см3/100 г хлеба	295,1	292,7	287,7
Объемный выход, см3/100 г муки	419,2	403,8	397,1
Физико-химические показатели
Влажность, %	40	39	38
Кислотность, град	2,7	2,7	2,5
Пористость, %	77	76	74
Органолептические показатели
Пористость	Мелкая и средняя развитая	Мелкая равномерная, развитая	Мелкая равномерная, развитая

Рисунок 24 - Определение влияния обработанной воды после хранения на формоустойчивость готовых изделий

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

Рисунок 25 - Определение влияния обработанной воды после хранения на объемный выход готовых изделий

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 15 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 90 минут

По результатам исследований, представленным в таблице 18, видно, что показатель формоустойчивости у опытных образцов 1 и 2 выше, чем у контроля, на 13,6 % и 27,3 % соответственно, показатель объемного выхода ниже на 2,8 % и 5,3 % соответственно. Показатели объема, удельного объема и объемного выхода повышаются по сравнению с теми же образцами, приготовленными на свежеподготовленной воде, что возможно связано с некоторым восстановлением структуры воды, но все же ниже по сравнению с контролем.

Таблица 19 - Влияние обработанной воды на свойства теста

Физико-химические показатели	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 30 мин)	Опытный образец № 2 (обработка воды 60 мин)
Влажность, %	40	41	39
Кислотность, град	3,5	3,3	2,9

Влажность теста понижается, это можно объяснить переходом воды из свободного состояния в связанное.

Таблица 20 - Определение влияния обработанной воды на качество готового хлеба

Показатели качества	Контроль,	Опытный образец № 1 (обработка воды 30 мин)	Опытный образец № 2(обработка воды 60 мин)
Формоустойчивость	0,50	0,51	0,60
Объем, см3	468	372	347
Удельный объем, см3/100 г хлеба	324,05	250,49	233,02
Объемный выход, см3/100 г муки	422,9	332,98	310,56
Физико-химические показатели
Влажность, %	41	41	38
Кислотность, град	3,5	3,2	3,0
Пористость, %	76	72	71
Органолептические показатели
Пористость	Мелкая и средняя, неравномерная, развитая	Мелкая, средняя, неравномерная, развитая	Мелкая, равномерная, развитая

Рисунок 26 - Определение влияния обработанной воды на формоустойчивость готовых изделий

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 30 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 60 минут



Рисунок 27 - Определение влияния обработанной воды на объемный выход готовых изделий

Опытный образец 1 - приготовленный на воде с обработкой 30 минут

Опытный образец 2 - приготовленный на воде с обработкой 60 минут

Формоустойчивость опытных образцов 1 и 2 выше по сравнению с контролем на 2% и 20 % соответственно. Показатели объемного выхода ниже на 21,3 % и 26,6 % соответственно.

2.4.4 Исследование влияния активированной воды на степень поражения хлеба картофельной болезнью

Картофельная болезнь вызывается развитием в мякише хлеба спорообразующих бактерий Bacillus mesentericus и Bacillus subtilis. Бактерии картофельной палочки попадают в муку при размоле зерна, которое заражается, главным образом, в процессе уборки, поэтому мука практически всегда может быть обсеменена картофельной палочкой в различной степени.

Картофельная палочка при благоприятных условиях быстро размножается. Оптимальными условиями для развития её спор является температура около 40єС, наличие влаги, питательной среды, пониженной кислотности. Её клетки не выдерживают нагревания до 80єС, однако споры остаются жизнеспособными при температуре 120єС в течение часа, поэтому бактерии во время выпечки погибают, а споры сохраняют свою активность.

Под действием активных амилаз картофельной палочки в хлебе увеличивается количество декстринов, придающих мякишу липкость. Продукты распада белков, образующихся под действием протеолитических ферментов картофельной палочки, обладают резким специфическим запахом. Таким образом, пораженный картофельной болезнью хлеб приобретает неприятный специфический запах, имеет липкий мякиш, который при сильном поражении тянется нитями [24].

В данной научно-исследовательской работе было исследовано влияния активированной воды на степень поражения хлеба картофельной болезнью. Определение картофельной болезни хлеба проводилось по методике, описанной в разделе 2.2.4. Контрольный образец готовили на обычной питьевой воде, опытные - на обработанной воде, получаемой методом плазмохимической активации.

При проведении лабораторных выпечек использовали муку с показателями качества, представленными в таблице 21.

Таблица 21 - Характеристика муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта

Показатели качества	Значение показателей
Влажность, %	12
Кислотность, град	2,2
Содержание сырой клейковины, %	24
Упругие свойства клейковины, ед прибора ИДК	59,6
Влажность сырой клейковины, %	64
Содержание сухой клейковины, %	7,2
Гидратационная способность, %	233,3

Полученные результаты исследования представлены в таблице 22.

Таблица 22 - Влияние обработанной воды на развитие картофельной болезни хлеба

Продолжительность хранения хлеба, ч	Признаки поражения картофельной болезнью хлеба
	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин.)
12	-	-	-
24	-	-	-
36	Неприятный специфический запах	Неприятный специфический запах	Неприятный специфический запах
48	Сильный специфический запах, липкий мякиш	Сильный специфический запах, липкий мякиш	Неприятный специфический запах
56	Сильный специфический запах, липкий мякиш	Сильный специфический запах, липкий мякиш	Неприятный специфический запах, липковатый мякиш

Опытные образцы по признаку заражения картофельной болезнью не отличаются от контроля. У опытного образца № 2 картофельная болезнь была обнаружена через 36 часов, и при этом интенсивность ее развития была ниже. Это можно объяснить тем, что вода обработанная в течении 90 минут, обладает некоторыми антибактерицидными свойствами (за счет УФ-излучения, присутствующего в разряде плазмы).

Таблица 23 - Влияние обработанной воды после хранения на развитие картофельной болезни хлеба

Продолжительность хранения хлеба, ч	Признаки поражения картофельной болезнью хлеба
	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин)
12	-	-	-
24	Появился слабый специфический запах	-	-
36	Запах усилился	Появился слабый специфический запах
48	Резкий запах, очень липкий мякиш	Сильный запах, липковатый мякиш
60	Сильно резкий запах, липкий мякиш	Сильный запах, липкий мякиш

По данным таблицы видно, что признаки поражения картофельной болезнью у опытного образца № 2 были обнаружены на 12 часов позже, чем у контроля. При этом снижается интенсивность развития картофельной болезни по сравнению с контролем.

Таблица 24 - Влияние обработанной воды на развитие картофельной болезни хлеба

Продолжительность хранения хлеба, ч	Признаки поражения картофельной болезнью хлеба
	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 30 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 60 мин.)
12	-	-	-
24	-	-	-
36	Слабый специфический запах	Слабый специфический запах	-
48	Специфический запах	Более сильный специфический запах	Слабый специфический запах
56	Специфический запах	Сильный запах	Сильный запах, липкий мякиш

Признаки поражения картофельной болезни были обнаружены у опытного образца № 2 через 12 часов позже по сравнению с контролем, но процесс развития картофельной болезни идет интенсивнее. Опытный образец № 1 заразился одновременно с контролем, но интенсивность развития выше. Возможно это связано с изменением параметров активации воды плазмой.

2.4.5 Исследование влияния обработанной воды на плесневение хлеба

Для определения влияния обработанной воды на качество хлебобулочных изделий при хранении проводили пробные лабораторные выпечки. Пробные лабораторные выпечки проводились по методике, представленной в разделе 2.2.4. Контрольный образец готовили на обычной питьевой воде, опытные - на обработанной воде, получаемой методом плазмохимической активации.

Полученные результаты исследования представлены в таблице 25.

Таблица 25 - Влияние обработанной воды на плесневение хлеба

Продолжительность хранения хлеба, сутки	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин.)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин.)
7	Появились небольшие очаги плесени	Появились небольшие очаги плесени	-
8	Очаги плесени	Очаги плесени	-
9	Очаги плесени	Очаги плесени	Появились небольшие очаги плесени

Опытный образец № 1 близок к контролю. Опытный образец № 2 хранился на 2 дня дольше. Это связано с угнетающим действием плазмы на микробы.

Таблица 26 - Влияние обработанной воды после хранения на плесневение хлеба

Продолжительность хранения хлеба, сутки	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 15 мин)	Опытный образец № 2 (обработка воды 90 мин)
5	Появился очаг плесени	-	-
6	Появились очаги плесени	-	-
7	Плесень	-	-
8	Плесень	Появились очаги плесени	Появился очаг плесени
9	Сильная плесень	Очаги плесени	Слабые очаги плесени
10	Сильная плесень	Плесень	Очаги плесени

По сравнению с контролем опытные образцы хранились на 3 дня дольше. По сравнению с водой до хранения данная вода обнаруживает лучшие бактерицидные свойства.

Таблица 27 - Влияние обработанной воды на плесневение хлеба

Продолжительность хранения хлеба, сутки	Контроль	Опытный образец № 1 (обработка воды 30 мин)	Опытный образец № 2 (обработка воды 60 мин)
7	Появились очаги плесени	-	-
8	Очаги плесени	Появились небольшие очаги плесени	Появился небольшие очаги плесени
9	Сильная плесень	Очаги плесени	Очаги плесени

Опытные образцы № 1 и 2 хранились на один день дольше контроля, интенсивность плесневения у них одинакова.

3. Безопасности и экологичность

В данной научно - исследовательской работе предусмотрено использование активированной воды в хлебопечении. Вода была получена из института РУДН, где она прошла обработку на установке плазменной активации.

Вода питьевая (ГОСТ 2874-82), обрабатывается на экспериментальной установке плазменной активации. При обработке методом плазменной активации питьевая вода по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим и показателям безопасности соответствует нормативным требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Мероприятия по безопасному обслуживанию установки при получении обработанной воды не являлись задачей настоящей научно-исследовательской работы. Основное внимание уделили охране труда при работе в технологической лаборатории.

Требования к лабораторным помещениям

1. Для организации работы лаборатории, в зависимости от её профиля, обеспечивается необходимое количество помещений. Помещения лаборатории, в отделениях которых проводится работа с возбудителями заразных болезней, должны располагаться в отдельном здании или в изолированной части здания.

Для определения нитрозоаминов и токсичных элементов с использованием аналитических автоклавов и реакторов минерализации должны быть предусмотрены отдельные помещения.