Технология производства хлеба повышенной пищевой ценности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Технология производства хлеба повышенной пищевой ценности

Проблеме питания всегда ууделялось большое внимание во всех странах мира. Центральное место в решении этой проблемы занимает покрытие физиологических потребности населения в основных пищевых веществах и энергии с у пола, возраста и интенсивности физической занятости человека.

Неполноценность питания складывается из нескольких постоянно действующих негативных факторов [1]: дефицита полноценного белка (10...26 % от необходимого); «скрытого голода» макро- и микроэлементов; витаминов, прежде всего, антиоксидантного характера и фолиевой кислоты; полиненасыщенных жирных кислот группы щ-3.

Один из основных продуктов питания - хлеб. Хотя его потребление в последние годы имеет незначительную тенденцию к снижению на 2...3 % [2] он занимает особое место и является важнейшим продуктом в ежедневном рационе человека. Над улучшением качества и пищевой ценности хлеба постоянно работают ученые и производственники. Перспективным направлением в этом вопросе является разработка и использование композиционных смесей. Зерновые и мучные хлебопекарные смеси для производства хлеба выпускаются в виде концентратов (дозировка 25 % к массе переработанной муки), смесей (дозировка до 50 % к массе муки) или полностью готового для использования продукта - композиционной смеси (дозировка 100 %).

Нами проведен анализ компонентного и химического состава 50 зерновых и мучных смесей, используемых при производстве хлебобулочных изделий в Украине, России, Польше, Германии, Франции, Голландии, Англии, Бельгии, Финляндии, Австрии, Зеландии. В большинстве развитых стран сорта хлебобулочных изделий с добавками зерновых продуктов считаются элитными или продуктами классу PREMIUM.

Подбор компонентов и их количественное соотношение, в составе композитных смесей представляется спонтанным с точки зрения сбалансированности химического состава хлеба и обусловлены, очевидно, тенденциями развития хлебопекарной отрасли в стране; специализацией компании-производителя; уровнем развития мукомольной промышленности, предпочтениями потребителей и другими тенденциями.

В связи с этим наши исследования были направлены на разработку композиционной смеси, с заданным химическим составом для максимально возможного покрытия 20...50 % суточной нормы потребления основных эссенциальных веществ, прежде всего, белка, дефецитных фракций жирных кислот и микронутриентов.

Нами сформулированы следующие основные принципы проектирования рецептур хлебобулочных изделий со сбалансированным химическим составом [1]:

1. Содержание белковой составной в хлебе должно быть максимально возможным;

2. Аминокислотный состав белка хлеба должен быть максимально сбалансированным;

3. Соотношение отдельных фракций жирных кислот (насыщенных, мононенасыщенных, полиненасыщенных) в составе липидной компоненты хлеба должно максимально приближаться к рекомендованному с позиции биологической эффективности;

4. Соотношение основных минеральных элементов: кальция, фосфора, магния - должно приближаться к оптимальному.

В качестве критериев оптимальности фракционного состава белка и липидов хлеба в этой же роботе, предложены комплексные выражения для расчета индексов качества белковой Іби липидной Іл составляющих [1]:

(1.1)

(1.2)

где Скmin и Скжкmin - минимальные скоры соответственно незаменимых аминокислот белка и жирнокислотных фракций липида; Скі и Скіжк - скоры і-й незаменимой аминокислоты или і-й фракции жирных кислот относительно физиологической нормы (эталона), выраженные в долях единицы.

Важно, что если Скmin=0, то Іб=0 и если Скжкmin=0, Іл=0.

Состав „идеального белка” (эталон) был принят ФАО ВООЗ в 1973 г. и уточнен в 1985 г. [3]. На основе тщательного изучения результатов научных исследований последних лет и норм суточного потребления отдельных фракций жирных кислот, установленных Институтами питания в Украине и России [4] фракционное соотношение основных жирных кислот в составе „идеального липида” приняли следующим:

НЖК : ПНЖКщ-6 : ПНЖКщ-3 : МНЖК = 33,5 : 30,0 : 3,0 : 33,5

Где НЖК - насыщенные жирне кислоты, МНЖК - мононенасыщенные жирные кислоты, ПНЖКщ-6 - полиненасыщенные щ-6 жирные кислоты, ПНЖКщ-3 - полиненасыщенные щ-3 жирные кислоты.

Подбор ингредиентов смеси осуществляли с помощью компьютерной программы «Оptima», разработанной в Киевском Национальном университете пищевых технологий. База данных программы содержит развернутый химический состав сырья хлебопекарного производства. Процесс проектирования состава композиционной смеси и хлеба на ее основе проводили путем динамичного анализа влияния отдельных видов сырья на химический состав хлеба с использованием в качестве критериев оптимальности состава проектируемой рецептуры: индексы качества белков Іб и липидов Іл хлеба, соотношение Са : Р : g и достижение максимального удовлетворения содержания витаминов.

Анализ химического состава традиционного хлеба из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов позволил нам сделать вывод о целесообразности использования в составе композиционной смеси муки второго сорта, характеризуемой более высоким скором незаменимых аминокислот: лизина, треонина и триптофана; более богатой витаминами и минеральными веществами [5]. Поэтому в качестве базовой рецептурной композиции рассматривалась рецептура хлеба пшеничного из муки второго сорта по ГОСТ 27842-88 (табл.1) с индексами качества белков и липидов: Іб= 0,70, Іл= 0,78.

Результаты исследований показали, что увеличить общее количество белков или жиров в составе хлеба теоретически легко, но приблизить значения Іб и Іл к единице - более сложное задание. Как правило, эти показатели для проектируемых рецептур находятся в пределах: Іб= 0,70...0,76, а Іл= 0,78...0,90.

Качество липидов хлеба улучшается при внесений в рецептуру семян льна, богатого полиненасыщенными щ-3 жирными кислотами. Другие виды сырья с высоким содержанием жиров (кукурузное, подсолнечное и оливковое масло; семена подсолнечника, кунжута и т.п.) внесенные в рецептуру в небольших количествах, существенно не влияют на Іл и могут быть использованы для некоторого повышения пищевой ценности и улучшения органолептических показателей хлеба. Однако, увеличение дозировки такого сырья приводит к снижению индекса качества липидов и потребительских свойств хлебобулочных изделий.

Более сложной проблемой оказалось улучшение индекса качества белка. Так, включение в рецептуру сырья, богатого белоком: молочно-рыбных концентратов; сухих белковых препаратов, приготовленных из мясных продуктов; растительных белковых препаратов, полученных из хлопчатника, сои, пшеничной муки, шрота подсолнечника и других продуктов, уже исследованных в хлебопечении, существенно увеличивало общее содержание белка, но не позволило улучшить качественный показатель белка - Іб.

При использовании в рецептуре теста какого-либо чистого белка (изолята) индекс качества белка увеличивался только в том случае, если дозировка превышала технологически допустимую. Нами предпринята попытка увеличить индекс качества белка с помощью комбинации белков разного происхождения: растительного (сухой пшеничной клейковины); молочного (казеина) и яичного.

Таблица 1 - Рецептуры хлеба, кг

На основе стандартной рецептуры хлеба из муки второго сорта была спроектирована рецептура нового хлеба (таблице 1) с использованием комбинации трех белков и семян льна. Этот хлеб, условно названый «Идеальным», характеризовался увеличенным количеством белка и жира с индексами качества белка и липидов, близкими единицеІб=0,99 и Іл=0,95.

После пробной выпечки было установлено, что при весьма высоких показателях химического состава показатели качества хлеба можно было признать лиш удовлетворительными. Такой хлеб может найти применение в питании спортсменов, для людей, занятых тяжелым физическим трудом, а также в лечебных целях для ослабленных людей, которым необходимо усиленное питание с повышенной пищевой ценностью.

Последующие исследования были направлены на поиск сырья, улучшающего вкус, аромат и физико-химические показатели хлеба, а также обогащающего изделие минеральными веществами и витаминами.

Анализ сырья, используемого в композиционных смесях ведущими производителями на мировом рынке, позволил нам предложить новую многокомпонентную смесь, на основе стандартной рецептуры спроектирована рецептура нового хлеба «Гармония», сбалансированного которой разработана рецептура нового хлеба «Гармония», сбалансированного по химическому составу (таблица 1).

При проектировании состава композитной зерномучной смеси дозирование компонентов рассчитывалось с учетом химического состава и технологических свойств отдельных видов сырья, степени сбалансированности белковой и липидных составных комбинированного продукта (хлеба), соотношения основных минеральных элементов, а так же покрытие суточного потребления организмом человека в основных пищевых веществах и энергии.

Множество факторов, которые влияли на процентное соотношение сырья в хлебе «Гармония», по сравнению с «Идеальным» хлебом, немного ухудшили индексы белковой и липидной составляющей Іб=0,90, Іл=0,93 (таблице 1), но все остальные показатели, характеризующие качество хлеба, так и его химический состав (таблица 2) были улучшены. Внесение в новую рецептуру хлеба «Гармония» разработанной композиционной смеси, состоящей из 11 компонентов (таблица 1) позволяет сбалансировать химический состав изделия.

В таблице 2 приведены данные по покрытию суточной потребности (в %) в основных пищевых веществах для женщин 18…29 лет І группы физической активности, к которой относятся ученые, студенты гуманитарных специальностей, операторы ЕОМ, контролеры, педагоги, диспетчера, работники пультов управления и т.п.

Установлено, что потребление 277 г такого хлеба в сутки позволит покрыть физиологические потребности населения в основных пищевых веществах на 16...83 %.

Для оптимизации технологического процесса производства нового хлеба проводились исследования по выбору способа приготовления теста: по «холодной» технологии; безопарным способом; на большой густой опаре и концентрированной молочнокислой закваске; с предварительным замачиванием или диспергированием части сырья.

Наилучшие результаты были получены при интенсивной механической обработке (диспергирования) сырья, входящего в состав композиционной смеси в течение 5...8 мин с последующим замесом теста в тихоходной тестомесильной машине.

Таблица 2 - Покрытие суточной потребности организма человека* в основных пищевых веществах за счет потребления 277г хлеба, %

Хлеб с разработанной композиционной смесью отличался приятным вкусом и ароматом, но по объему и структуре пористости мякиша изделия имели пониженные показатели. С целью улучшения качества готовой продукции исследовали влияние улучшителей разного принципа действия [6, 7]. Оптимизация состава улучшителя для данного вида хлебобулочных изделий показала эффективность использования ферментних препаратов: «Ирексол» и «Мега ФГ плюс» (российской компании «Ирекс»), GRINDAMYL@ POWERBake 4101 (производитель - компания «Danisko»), Фургамил супер и Пентопан 500БГ (компания«Novozymes», Дания), ALPHAMALT A8004 («Mьhlenchemie», Германия) в сочетании с эмульгатором (PanodanAB 100).

По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

1. Проектирование рецептуры хлеба с использованием компьютерной программы «Оptima» и серии пробных выпечек позволили создать хлеб, сбалансированный по химическому составу, о чем свидетельствуют высокие значения индексов качества белка (Іб=0,90)и липидов (Іл=0,93), повышенное содержание витаминов и улучшенное соотношение минеральных элементов. Таким образом, можно прогнозировать улучшение качества питания за счет включения хлеба «Гармония» в ежедневный рацион.

2. Использование комплексных улучшителей, сочетающих амилолитическую и пентозаназную либо пентозаназную и гемицеллюлазную активность с эмульгаторами позволяет существенно улучшить структурно-механические свойства теста, получить более развитую пористость и увеличить объем хлеба.

Закваска на основе пропионовокислых бактерий

Разработка ферментированных продуктов с использованием концентрированных заквасок является одним из приоритетных направлений пищевой биотехнологии. На кафедре «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров» разработана концентрированная закваска пропионовокислых бактерий «Пропионикс». Пропионовокислые бактерии относятся к пробиотическим микроорганизмам, обладающими иммуностимулирующими и антимутагенными свойствами.

Результаты исследований свидетельствуют, что на активность концентрата пропионовокислых бактерий в основном влияют биогенные факторы: активность посевного материала, условия культивирования, состав питательной среды.

Установлено, что использование активизированных культур пропионовокислых бактерий в качестве инокулята позволяет получить биомассу с высоким титром жизнеспособных клеток 1·1012 к.о.е./см3. Выбраны оптимальные технологические параметры производства концентратов пропионовокислых бактерий. Отмечено, что замороженный и сухой концентрат содержат высокое количество клеток, 1·1011 к.о.е./см3 и 1·1010 к.о.е./см3 соответственно, активно ферментируют молоко без стимуляторов роста и обладают высокой устойчивостью при хранении. О высокой биохимической активности концентрата можно судить по кислотообразующей способности и количеству клеток пропионовокислых бактерий при ферментации молока (рисунке 1, 2).

Рисунок 1 - Количественный учет пропионовокислых бактерий в процессе ферментации

Рисунок 2 - Динамика титруемой и активной кислотности в процессе ферментации

Анализ полученных данных показал, что при температуре (301) С продолжительность сквашивания составляет (10-12) ч. При понижении температуры ферментации молока до (221) С отмечается снижение биохимической активности пропионовокислых бактерий и увеличение продолжительности сквашивания до (14-16) ч. Однако количество клеток к концу ферментации в обоих случаях достигает (5-7)·109 в 1 см3.

В дальнейших исследованиях определяли структурно-механические и синеретические свойства сгустков. Необходимо отметить, что кисломолочный продукт, полученный при температуре (221) С обладает более вязкой консистенцией и высокой влагоудерживающей способностью [2].

В производственных условиях бактериальный концентрат пропионовокислых бактерий рекомендуется использовать методом прямого внесения.

С применением концентрата пропионовокислых бактерий разработана технология кисломолочного продукта «Целебный». Характеристика продукта представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Качественная характеристика кисломолочного продукта

Кисломолочный напиток «Целебный» характеризуется хорошими органолептическими, физико-химическими и санитарно-гигиеническими показателями. Установлен срок хранения кисломолочного напитка - 7 суток. Разработана нормативно-техническая документация на кисломолочный продукт «Целебный» с применением концентрата пропионовокислых бактерий [3].

Применение заквасок с известной биохимической активностью позволяет получить продукт с определенными химическими и органолептическими свойствами.

В связи с этим, также было изучено влияние закваски пропионовокислых бактерий на формирование качества мягких сыров из козьего молока, обладающее антианемическими свойствами, богатое витаминами, альбумином, минеральными веществами.

Качеству сгустка при производстве мягких сыров уделяют особое внимание. Это обусловлено тем, что структурно-механические свойства сгустка выступают для данной группы сыров единственным фактором, обеспечивающим эффективность его обработки и формирование сырного зерна.

Исследования процессов получения и обработки сгустка при производстве мягких сыров с использованием пропионовокислых бактерий представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика сгустков

Данные, представленные в таблице 2, показывают, что сгустки из козьего молока по своим реологическим свойствам отличаются от контроля. Они обладают более высокой плотностью и синеретической способностью, хотя микробиологические процессы протекают в сырной массе менее интенсивно, чем в коровьем молоке.

Далее была изучена динамика выделения влаги в процессе самопрессования сырной массы. Содержание влаги в сыре определяет ход микробиологических процессов на последующих этапах его производства (рисунок 3).

Время, ч

Рисунок 3 - Изменение содержание влаги в процессе обезвоживания сырной массы

при самопрессовании: 1 - из козьего молока, 2 - из коровьего молока

Рисунок 4 - Исследование кинетики просаливания мягких сыров:

1 - из козьего молока, 2 - из коровьего молока

Следует отметить, что процесс обезвоживания сырной массы из козьего и коровьего молока идет примерно на одинаковом уровне.

Посолка регулирует микробиологические, биохимические и физико-химические процессы и, тем самым, влияет на качество сыров (рисунок 4).

Посолка не только влияет на органолептические показатели сыра, но и регулирует протекание микробиологических и биохимических процессов. В результате проведенных исследований установлено, что процесс просаливания сыра из козьего молока протекает интенсивнее по сравнению с контролем. Это вероятно, обусловлено более нежной консистенцией сыра из козьего молока.

В производстве сыра пропионовокислые бактерии оказывают существенное влияние на качество и органолептические свойства сыров. Особенностью выработки сыра является созревание пастеризованного молока с закваской пропионовокислых бактерий. Внесение 0,1 % закваски и последующее созревание значительно увеличило количество пропионовокислых бактерий до 6,6·104к.о.е - в козьем молоке и 5·105к.о.е в коровьем молоке в 1 см3 . После внесения основной массы закваски (около 3 %) численность клеток пропионовокислых бактерий в 1см3 равнялась соответственно 2,1·106 к.о.е и 2·107к.о.е. За время свертывания молока, обработки сгустка и формования их количество увеличилось соответственно до 8,2·106 и 6·107к.о.е в 1 см3, а к концу самопрессования сыра численность пропионовокислых бактерий возросла соответственно ? до 7,2·109 и 5·1010к.о.е в 1 г сыра.

Проведенные исследования позволили разработать и обосновать технологию производства мягких сыров из козьего молока с использованием пропионовокислых бактерий. Характеристика мягких сыров представлена в таблице 3.

хлеб рецептура белок пропионовокислый

Таблица 3 - Качественная характеристика мягкого сыра из козьего молока

Данные таблицы 3 показывают, что полученные сыры обладают приятным кисломолочным вкусом, нежной консистенцией, содержат высокое количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий [4].

Таким образом, результаты свидетельствуют об эффективности применения концентрированной закваски «Пропионикс» в получении продуктов функционального назначения.

Литература:

1. Хамагаева, И.С., Тумурова, С.М. ТУ 9229-007-02069473-2005. Закваска пропионовокислых бактерий «Пропионикс» концентрированная жидкая прямого внесения.

2. Хамагаева, И.С., Белозерова, Л.М., Столярова, А.С. ТУ 9222-008-02069473-2004. Продукт кисломолочный «Целебный».

3. Хамагаева, И.С., Чойжилсурэнгийн, Н., Качанина Л.М. Получение мягких сыров с использованием пропионовокислых бактерий // Маслоделие и сыроделие, М., 2009, № 5, - С. 10-12.

1. Арсеньева, Л.Ю. Научное обоснование и разработка технологии функциональных хлебобулочных изделий с растительными белками и микронутриентами. Диссертация на соискание уч. степ.д.т.н. / Наук. консультанты: В.И. Дробот, В.Н. Корзун - Киев.: 2007. - 300 с. НУХТ.

2. Сирохман, І.В., Лозова Т.М. Якість і безпечність зерно-борошняних продуктів. Навч. посібник. - К.: Центр навчальної літератури, 2006. - 384 с.

3. Energy and Protein Requirements, Report of a joint FAO/W/ UNU Expert Consultation / WHO/ - Geneva, 1985.

4. Смоляр, В.І. Рецензія на книгу А.П. Левицького «Идеальная формула жирового питания» // Проблеми харчування. - 2004. - № 1 (2). - С. 76 -77.

5. Лебеденко, Т.Е. Современные взгляды на проблему обеспечения высокого качества хлебных изделий // Харчова наука і технологія. - 2009. - № 1(6) - С. 70 - 75.

6. Капрельянц, Л.В. Использование ферментов в хлебопечении // Харчова наука і технологія. - 2009. - № 1(6) - С. 34 - 38.

7. Пищевые эмульгаторы и их применение / под.ред. Дж. Хазенхюттля, Р. Гартела. - СПб.: Профессия, 2008 - 288 с.

Размещено на Allbest.ru