На правах рукописи                                                                                                                             БАЙБАШЕВА ДЖАМИНАТ КАМАЛУТДИНОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЖАНО-ПШЕНИЧНОГО И ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНУЛИНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ  

Специальность   05.18.01 – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ 

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Орел – 2010

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» ГОУ ВПО Орловский государственный технический университет.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Корячкина Светлана Яковлевна

Официальные оппоненты:  доктор технических наук, профессор Дерканосова Наталья Митрофановна

кандидат технических наук, доцент  Ладнова Ольга Леонидовна

Ведущая организация – ГОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО ОрелГТУ

Автореферат разослан «26» мая 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                   Е.А. Кузнецова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ  

Актуальность работы. По данным Российской академии медицинских наук функциональные заболевания кишечника являются наиболее распространенными проблемами здоровья, встречающимися у большинства населения нашей страны. В связи с этим, становится понятным, почему специалисты в области здорового питания рекомендуют создавать функциональные продукты питания, в которых в качестве физиологически функционального пищевого ингредиента используются пищевые волокна, пробиотики, пребиотики, синбиотики и др.

Анализ имеющихся данных показал, что в настоящее время среди пребиотиков наиболее эффективными являются поли- и олигофруктаны, к которым относится инулин и олигофруктоза, соевые олигосахариды, галактоолигосахариды, изолированные из природных источников или получаемые биотехнологическим или синтетическим методами. В связи с этим, а также учитывая тот факт, что инулинсодержащее сырье является продуктом переработки цикория и топинамбура, произрастающих на территории большинства регионов России, использование данного сырья является актуальной задачей пищевой промышленности.

Очевидно, что для активной профилактики функциональных нарушений кишечника, необходимо систематическое употребление физиологически функциональных пищевых ингредиентов, в том числе и пребиотиков. С этой точки зрения хлебобулочные изделия, являющиеся продуктами повседневного потребления, наиболее удобны и предпочтительны для обогащения пребиотиками и, как следствие, для ежедневной профилактики функциональных нарушений кишечника. Исследованиями в области разработка хлебобулочных изделий функционального назначения в разное врямя занимались Л.П. Пащенко, А.А. Кочеткова, В.Я. Черных, В.М. Позняковский, А.С. Романов, Т.Б. Цыганова, Ю.Ф. Росляков, С.Я. Корячкина, Л.Н. Шатнюк, Г.О. Магомедов, Л.В. Донченко и др.

Цель и задачи работы. Целью исследования является разработка технологий производства ржано – пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения с применением инулинсодержащего сырья марок Beneo (Orafti) HP, Beneo (Orafti) GRи Beneo (Orafti) Р 95.

В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследования:

— исследование влияния инулинсодержащего сырья на показатели хлебопекарных свойств муки ржаной обдирной, муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и качество дрожжей прессованных хлебопекарных;

— исследование влияния инулинсодержащего сырья на реологические и биотехнологические показатели качества полуфабрикатов используемых при производстве хлебобулочных изделий;

— определение способа внесения и дозировки инулинсодержащего сырья при производстве ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба;

— определение влияния инулинсодержащего сырья на органолептические и физико-химические показатели качества ржано – пшеничного заварного и пшеничного хлеба;

— определение сроков сохранения свежести, микробиологической обсемененности и показателей безопасности ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба с внесением инулинсодержащего сырья;

— определение переваримости хлеба с внесением инулинсодержащего сырья и содержания в хлебе ароматобразующих соединений;

— определение остаточного содержания инулина и олигофруктозы, содержания растворимых и нерастворимых пищевых волокон и обоснование функциональности разработанного хлеба, определение пищевой и энергетической ценности ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения;

— разработка рецептур, технологических режимов приготовления ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения с применением инулинсодержащего сырья и разработка технических документов на их производство;

— производственная апробация разработанных технологий, расчет показателя конкурентоспособности.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

— научно обоснованы оптимальные способы внесения и дозировки инулинсодержащего сырья при производстве ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения, определены оптимальные режимы технологического процесса для получения продукта с заданными свойствами;

— установлено влияние степени полимеризации инулина и олигофруктозы, входящих в состав инулинсодержащего сырья на реологические характеристики и водопоглотительную способность ржано-пшеничного заварного и пшеничного теста;

— установлено влияние степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы, входящих в состав инулинсодержащего сырья на их остаточное содержание в ржано-пшеничном заварном и пшеничном хлебе, а также на содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон в хлебе;

— определена степень увеличения количества ароматобразующих соединений в зависимости от степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы, входящих в состав инулинсодержащего сырья, определена переваримость хлеба с внесением инулинсодержащего сырья.

Практическая значимость работы:

— обоснована эффективность применения инулинсодержащего сырья в качестве добавок, снижающих технологические затраты и повышающих выход ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения;

— разработан и утвержден пакет технических документов на хлеб пшеничный с инулином «Фитнес-Актив» ТУ 9114-223-02069036-2007, ТИ ТУ 9114-223-02069036, Санитарно-эпидемиологическое заключение № 57.01.01.000.Т.000081.02.08 от 20.02.2008 г.

— разработан и утвержден пакет технических документов на хлеб ржано-пшеничный с инулином «Панацея» ТУ 9113-225-02069036-2007, ТИ ТУ 9113-225-02069036, Санитарно-эпидемиологическое заключение № 57.01.01.000.Т.000082.02.08 от 20.02.2008 г.

— получен патент № 2374845 «Способ производства заварного хлеба» от 10.12.2009;

— проведена производственная апробация хлеба заварного «Панацея» и пшеничного «Фитнес-Актив» в условиях ОАО «Карачевский хлебокомбинат» (акты испытаний от 11.09.2009 и 22.01.2010) и «КОП ОрелГТУ» (акты испытаний от 11.02.2010);

— доказана целесообразность применения инулинсодержащего сырья  при производстве хлебобулочных изделий функционального назначения.

Положения, выносимые на защиту:

— результаты исследования влияния инулинсодержащего сырья на показатели качества основного сырья, используемого при производстве ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба;

— результаты исследования влияния инулинсодержащего сырья на показатели качества полуфабрикатов хлебопекарного производства;

— способ внесения и оптимальные дозировки инулинсодержащего сырья при производстве ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба и их влияние на качество, безопасность хлеба функционального назначения, его пищевую ценность и стоимость;

— технология и рецептура ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на: Всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово,2008), международной научно-технической конференции «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма» (Орел, 2007), международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2007), международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2007), международной научно-практической конференции «Формирование инновационной системы экономики и образования в условиях глобализации» (Воронеж, 2008), международной научно-практической интернет-конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики  здорового питания в России» (Орел, 2008), международной научно-практической интернет-конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований ’2009» (Одесса, 2009), международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия ХХI века» (Краснодар, 2009), II-ой научно-практической конференции и выставки с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов», научной конференции молодых ученых и специалистов (Москва, 2010).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 в периодических изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов и результатов, списка используемых источников и приложений. Диссертационная работа содержит  200 страницы печатного текста, 30 таблиц и 52 рисунка.

 

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

 

Во введении раскрывается актуальность работы, цели и задачи исследований.

В первой главе представлен обзор литературных источников, в котором обоснована необходимость разработки продуктов питания функционального назначения и целесообразность применения пищевых волокон при их создании. Целесообразность применения инулинсодержащего сырья при создании функциональных продуктов питания. Рассмотрены существующие способы применения инулинсодержащего сырья при производстве хлебобулочных изделий. Обоснован выбор марок инулинсодержащего сырья в целях разработки технологий ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба функционального назначения.

Во второй главе приведены предмет и методы исследований.

Предмет исследований: инулинсодержащее сырье марок Beneo (Orafti) HP (Спецификация А4 – 05*01/06), Beneo (Orafti) GR (Спецификация А4 – 03*01/06), Beneo (Orafti) P 95 (Спецификация А4 – 04*01/06); мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта и мука ржаная обдирная, дрожжи прессованные хлебопекарные с применением восстановленного инулинсодержащего сырья; заварка осахаренная с внесением инулинсодержащего сырья в восстановленном виде и виде порошка; густая ржаная закваска, большая густая опара; ржано-пшеничное заварное и пшеничное тесто с применением заварки, содержащей различные дозировки инулинсодержащего сырья в виде порошка и в восстановленном виде; образцы ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба с внесением различных дозировок инулинсодержащего сырья в виде порошка и в восстановленном виде и выпеченные из них образцы хлеба.

 Методы исследований: Показатели качества муки пшеничной хлебопекарной и ржаной обдирной, дрожжей прессованных хлебопекарных,  ржано-пшеничного теста, пшеничного теста и ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба определены по методикам, рекомендованным ГОСТ.

Определение температуры клейстеризации муки пшеничной хлебопекарной и ржаной обдирной на приборе «Амилотест». Определение газообразующей способности на приборе И.К.Елецкого. Микроскопирование дрожжей с помощью микроскопа МИКМЕД – 1, подсчет количества клеток с помощью камеры Тома.

Вязкостные характеристики заварки и ржано-пшеничного заварного теста на приборе «Реотест-2». Структурно-механические свойства пшеничного теста с помощью прибора «Структурометр СТ — 1». Водопоглотительная способность и время образования теста на фаринографе фирмы Brabender по ГОСТ 51404-99. Бродильная активность полуфабрикатов по скорости восстановления метиленовой сини.

Ароматобразующие соединения по количеству бисульфитсвязывающих соединений по методике Р.Р. Токаревой и Л.В. Кретович; содержание инулина и олигофруктозы методом Хрусталевой на колориметре «КФК — 2»; определение переваримости методом Ансона с применением колориметра «КФК — 2»; содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон ферментативным методом; оценка изделий повышенной пищевой ценности с помощью комплексного показателя качества, по методике разработанной Т.В. Саниной и Ю.С. Сербуловым. Определение массовой концентрации водорастворимых витаминов группы В (В₁, В₂ и РР) по ГОСТ 29138-91, ГОСТ 29139-91, ГОСТ 29140-91 на хроматографе МИЛИХРОМ. Определение минерального состава по ГОСТ 26929-86. Показатели безопасности по ГОСТ 26932-86, 26933-86, 26930-86, 26927-86. Активность цезия и стронция-90 по МУК 2.6.1.1194-2003.

Экспериментальные данные оценивали методами математической статистики в программе Excel 2007.

 Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

 

В третьей главе приведены результаты исследований и их анализ

 

Влияние инулина и олигофруктозы на показатели качества сырья

Для определения целесообразности применения инулина и олигофруктозы в качестве добавки, придающей хлебу функциональные свойства, исследовали влияние инулинсодержащего сырья на такие показатели качества основного сырья как количество и качество клейковины, показатель «ЧП», автолитическая активность, температура клейстеризации крахмала  муки,  водопоглотительная  способность  муки,  общее  количество

Рисунок 1 – Структурная схема исследований

дрожжевых клеток, количество мертвых клеток и клеток с гликогеном.

Показатели качества и характерные свойства вносимого инулинсодержащего сырья Beneo (Orafti) НР, Beneo(Orafti) GR и Beneo(Orafti) Р 95 (далее по тексту НР, GR и Р 95) производства фирмы Orafti, представлены в таблице 1.

Установлено, что оптимальным способом внесения инулинсодержащего сырья является его использование в восстановленном виде, для чего инулинсодержащее сырье смешивается с водой температурой 30 ^оС в соотношении 1:3 в течение не менее 5 минут и выстаивается не менее одного часа. При определении влияния инулинсодержащего сырья на показатели качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, для восстановления берется 2, 3 и 4 % инулинсодержащего сырья к массе муки.

В ходе исследований установлено, что при использовании инулинсодержащего сырья количество клейковины незначительно снижается, а по показаниям прибора ИДК происходит ее укрепление, однако, выявленные изменения находятся в пределах погрешности для данных методик, поэтому нами сделан вывод о несущественности влияния инулинсодержащего сырья на количество и качество клейковины муки.

 

Таблица 1 – Показатели качества инулинсодержащего сырья

Наименование показателя	HP	GR	P 95
Массовая доля сухих веществ, %	97 ± 1,5	97 ± 1,5	97 ± 1,5
Средняя степень полимеризации, г.е	> 23	от 10 до 14	от 2 до 8
Массовая доля инулина, % на с.в.	> 99,5	≥ 93,2	> 90*
Массовая доля моно- и дисахаридов, % на с.в.	< 0,5	< 4	≤ 12
Растворимость, г/л	20 — при 25°С300 — при 90°С	120 — при 25°С350 — при 90°С	>750

*Для марки Р 95 – массовая доля олигофруктозы, % на с.в.

 

При исследовании автолитической активности ржаной муки установлено, что при внесении 2, 3 и 4 % HP «число падения» снижается на 19,6; 14,7 и 14,3 %, при внесении GR– на 4,2; 12,5 и 16,6 %, а при использовании Р 95 – на 11,7; 16,6 и 21,9 % соответственно по сравнению с контрольным образцом.

Определение показателя «ЧП» в муке пшеничной хлебопекарной высшего сорта позволяет говорить о том, что при внесении НР в количестве 2 % к массе муки «ЧП» снижается на 5,6 %, а при увеличении дозировки до 3 и 4 % — увеличивается на 16,7 и 53,3 %. При внесении GR в количестве 2 % к массе муки «ЧП» увеличивается на 18,0 %, а при увеличении дозировки до 3 и 4 % — снижается на 7,1 и 14,1 %. При использовании Р 95 в количестве 2, 3 и 4 % к массе муки «ЧП» снижается на 32,9; 50,3 и 52,5 % соответственно.

Следует отметить, что «число падения» не позволяет в полной мере оценить влияние инулинсодержащего сырья на состояние углеводно-амилазного комплекса, так как расчет массы навесок сырья производится по сухому веществу, что приводит к снижению количества крахмала в водно-мучной суспензии, поэтому для определения влияния инулинсодержащего сырья на углеводно-амилазный комплекс муки исследуется характер изменения автолитической активности и температуры клейстеризации крахмала муки.

При определении количества водорастворимых веществ в пшеничной муке, образующихся при прогревании водно-мучной суспензии, установлено увеличение количества водорастворимых веществ на 0 – 11,9 %, что обусловлено частичной растворимостью инулинсодержащего сырья, так при внесении 2, 3 и 4 % восстановленного инулинсодержащего сырья марки НР, обладающего растворимостью 20 г/литр при температуре 25 ^оС, содержание водорастворимых веществ в водно-мучной суспензии, охлажденной до температуры 20 ^оС, не изменяется, а при рефрактометрировании водно-мучной суспензии из ржаной муки, содержание водорастворимых веществ увеличивается на 11,9 % при дозировке НР 4 % к массе муки. Внесение 2, 3 и 4 % восстановленного Р 95, обладающего растворимостью более 750 г/литр, ведет к увеличению содержания водорастворимых веществ на 11,9 % в образцах с использованием ржаной муки, а внесение тех же дозировок восстановленного Р 95 в образцы с использованием пшеничной муки ведет к увеличению содержания водорастворимых веществ на 0,0; 11,9 и 11,9 % соответственно. Следует отметить, что увеличение водорастворимых веществ на 11,9 % соответствует изменению показаний рефрактометра на одну единицу шкалы.

Для исследования влияния инулинсодержащего сырья на свойства крахмала муки определена температура клейстеризации крахмальных зерен и установлено, что внесение НР, GRи Р 95 не оказывает влияния на температуру клейстеризации крахмала, так как во всех случаях отклик системы на увеличение вязкости начинается при температуре 75 ºС, а максимальное усилие, с которым шток перемешивает водно-мучную суспензию, во всех случаях отмечается при температуре 91,5 ºС для ржаной муки и при температуре 97 ºС для пшеничной муки.

При исследованиигазообразующей способности пшеничной муки установлено, что максимальное газообразование во всех образцах наблюдается после 120 минут брожения, при этом наибольшей газообразующей способностью обладают образцы с внесением 2 % восстановленного HPи GR к массе муки и 4 % P 95. При внесении HP газообразующая способность муки увеличивается на 18,9 % по сравнению с контрольным образцом, при внесении GR– на 21,2 %, а при внесении 3 % P – 95 на 37,9 %.

Результаты, полученные при исследовании водопоглотительной способности муки (ВПС), позволяют говорить о том, что при внесении 3 % восстановленного Р 95, в состав которого входит олигофруктоза со степенью полимеризации (СП) от 2 до 8 г.е. ВПС ржаной муки не изменяется, а ВПС пшеничной муки высшего сорта снижается на 2,3 %. При использовании 3 % восстановленного GR со СП от 10 до 14 г.е. ВПС ржаной и пшеничной муки не изменяется. Внесение 3 % восстановленного НР со СП от 23 г.е. увеличивает ВПС ржаной муки на 2,7 % и пшеничной на 2,6 %.

Установлено, что внесение инулинсодержащего сырья не оказывает влияния на количество и физиологическое состояние дрожжевых клеток, так как во всех пробах активированных дрожжей количество дрожжевых клеток варьирует от 3450×10⁶ до5650×10⁶, при этом количество мертвых клеток и клеток с гликогеном находится в пределах 68·10³ — 135·10³.

Исходя из полученных данных, установлено, что внесение инулинсодержащего сырья оказывает влияние только на показатель газообразующей и водопоглотительной способности муки, в то время как остальные показатели качества основного сырья остаются неизменными.

 

Влияние инулинсодержащего сырья на показатели качества полуфабрикатов

 

Ржано-пшеничное заварное тесто готовится на густой ржаной закваске с внесением заварки трехфазным способом, пшеничное тесто готовится на большой густой опаре. Инулинсодержащее сырье при проведении исследований вносится в виде порошка и в восстановленном виде в количестве 2,0; 3,0; 4,0 % к массе муки.

При приготовлении ржано-пшеничного заварного хлеба, инулинсодержащее сырье вносится в заварку, непосредственно после заваривания в восстановленном виде и в виде порошка и при замесе теста в восстановленном виде и в виде порошка. При приготовлении пшеничного теста инулинсодержащее сырье вносится при замесе теста в восстановленном виде и в виде порошка и в опару в восстановленном виде и в виде порошка.

При проведении пробных лабораторных выпечек установлено, что при внесении инулинсодержащего сырья в рецептуру ржано-пшеничного заварного хлеба при замесе теста в восстановленном виде и в виде порошка в готовых изделиях наблюдаются белые вкрапления, поэтому данный способ внесения считается не целесообразным и дальнейшие определения проводят с внесением инулинсодержащего сырья в заварку.

При приготовлении пшеничного теста целесообразно вносить инулинсодержащего сырья при замесе теста для сокращения периода нахождения инулинсодержащего сырья в условиях, которые могут привести к гидролизу инулина и олигофруктозы.

По показателям кислотности, температуры, влажности, бродильной активности и продолжительности осахаривания и брожения образцы полуфабрикатов с внесением 2, 3 и 4 % восстановленного инулинсодержащего сырья к массе муки не отличаются от контрольных образцов.

При определении структурно-механических свойств ржано-пшеничного заварного теста на приборе «Реотест-2» установлено, что исследованные образцы относятся к упруго-вязко-пластичным массам. При этом, увеличение степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы, входящих в состав инулинсодержащего сырья, приводит к укреплению структуры теста (рисунок 2).

Для определения погрешности эксперимента и расхождения экспериментальных данных с теоретическими по полученным кривым течений определяются коэффициент консистенции К и индекс течения n, находят Θ (напряжение сдвига) теоретическое по уравнению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)                                                                      б)

 

 

 

 

Рисунок 2 — Кривые течения ржано-пшеничного теста с внесением: а) НР; б) GR; в) Р 95

 

 

 

 

 

в)

 

По результатам расчета Θ теоретическое находится погрешность эксперимента, которая для всех точек кривых течений составляет не более 12 %, что позволяет говорить о достоверности полученных данных.

При определении структурно-механических свойств пшеничного теста на приборе пенетрометр АП – 4/2, тесто готовится по рецептуре для пшеничного хлеба с внесением инулинсодержащего сырья в восстановленном виде в количестве 2, 3 и 4 % к массе муки при замесе теста.

При определении предельного напряжения сдвига пшеничного теста (у) в зависимости от продолжительности брожения (х), установлено, что исследованные образцы относятся к упруго-вязко-пластичным массам.

y = 0,052x + 1,59;      R² = 0,99 – контрольный образец

y = 0,037x + 1,78;      R² = 0,99 – образец с внесением 2 % НР

y = 0,049x + 1,855;    R² = 0,91 – образец с внесением 3 % НР

y = 0,077x + 1,89;      R² = 0,99 – образец с внесением 4 % НР

y = 0,066x + 1,655;    R²  = 0,95 – образец с внесением 2 % GR

y = 0,064x + 1,80;      R² = 0,97 – образец с внесением 3 % GR

y = 0,061x + 1,875;    R² = 0,97 – образец с внесением 4 % GR

y = 0,118x + 1,455;    R² = 0,94 – образец с внесением 2 % Р 95

y = 0,104x + 1,625;    R² = 0,97 – образец с внесением 3 % Р 95

y = 0,098x + 1,735;    R² = 0,99 – образец с внесением 4 % Р 95

где R– величина достоверности аппроксимации.

Из приведенных уравнений регрессии видно, что при увеличении дозировок и степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы , входящих в состав инулинсодержащего сырья, происходит укрепление структуры теста (вторая составляющая уравнения) по сравнению с контрольным образцом. При этом зависимость напряжения сдвига от продолжительности брожения снижается, так как снижаются коэффициенты перед составляющей – х. В большей степени к укреплению структуры теста приводит внесение марки НР. Внесение марки  Р 95 практически не оказывает влияния на реологические характеристики теста.

 

Влияние инулинсодержащего сырья на показатели качества готовых изделий

 

Нами установлено, что оптимальным способом внесения инулинсодержащего сырья при приготовлении ржано-пшеничного заварного хлеба является внесение в восстановленном виде в заварку непосредственно после заваривания в количестве 3 % к массе муки. При приготовлении пшеничного хлеба инулинсодержащее сырье целесообразно вносить в восстановленном виде при замесе теста в количестве 3 % к массе муки.

Данные способы внесения обеспечивают наилучшие органолептические и физико-химические показатели качества хлеба, значительно превышающие показатели контрольных образцов. При этом для ржано-пшеничного заварного хлеба упек снижается на 0,3 % при внесении марки НР, на 2,0 % — при внесении GRи на 1,3 % — при использовании Р 95. При приготовлении пшеничного хлеба с внесением марки НР упек снижается на 0,9 %, при внесении GR – на 1,3 %, а при использовании Р 95 – на 2,6 %.

Усушка при приготовлении ржано-пшеничного заварного хлеба снижается на 1,0 % при внесении марки НР, остается неизменной при внесении GRи снижается на 0,7 % при использовании Р 95. При приготовлении пшеничного хлеба с внесением марки НР и GR, величина усушки не изменяется по сравнению с контролем, а при использовании Р 95 – снижается на 1,1 %.

При приготовлении ржано-пшеничного заварного хлеба с внесением марки НР, GR и Р 95 наблюдается повышение выхода хлеба на 5,1; 5,3 и 4,7 % по сравнению с контрольным образцом. При приготовлении пшеничного хлеба соответственно – на 2,4; 6,6 и 11,3 %.

При приготовлении ржано – пшеничного заварного хлеба удельный объем хлеба увеличивается на 9,0 % при внесении марки НР, на 14,1 % — при внесении GRи на 15,3 % — при использовании Р 95. При приготовлении пшеничного хлеба с внесением марки НР удельный объем повышается на 12,8 %, при внесении GR – на 0,8 %, а при использовании Р 95 – на 7,2 %.

В дальнейшем исследованию подвергаются образцы ржано – пшеничного заварного хлеба с внесением 3 % инулинсодержащего сырья к массе муки в восстановленном виде в заварку, непосредственно после заваривания и образцы пшеничного хлеба с использованием 3 % инулинсодержащего сырья в восстановленном виде при замесе теста.

На основании анализа структурно-механических свойств мякиша ржано-пшеничного заварного упакованного хлеба, установлено, что при внесении инулина марки GRпродолжительность хранения увеличивается на 14 часов, при внесении марки Р 95 — на 42 часа, а НР – на 46 часов по сравнению с контрольным образцом. При внесении GRпродолжительность хранения увеличивается на 14 часов, при внесении Р 95 – на  48 часов, а НР – на 42 часа по сравнению с контрольным образцом для ржано-пшеничного неупакованного хлеба. При использовании НР и GR при производстве пшеничного хлеба продолжительности хранения сокращается на 16 и 8 часов соответственно, а при внесении инулина марки Р 95 – увеличивается на 18 часов, по сравнению с контрольным образцом для неупакованного хлеба. Анализируя данные, полученные для упакованного пшеничного хлеба пришли к выводу, что при внесении инулина марки НР и GR продолжительность хранения сокращается на 16 часов, а при внесении инулина марки Р 95 продолжительность хранения увеличивается на 12 часов, по сравнению с контрольным образцом.

Установлено, что в течение всего периода хранения упакованного и неупакованного хлеба содержание МАФАМ не превышает установленного по нормативным документам (НД)  50000 КОЕ/г, плесеней и дрожжей – 100 КОЕ на 1 г. Содержание токсичных элементов и радионуклидов в хлебе также не превышает предельно допустимых значений по НД.

При исследовании переваримости хлеба установлено, что внесение инулинсодержащего сырья не оказывает влияния на переваримость белков и во всех случаях изменение оптической плотности (у) от продолжительности гидролиза (х) вытяжки из мякиша ржано – пшеничного заварного хлеба описывалось уравнением:

y = 0,002x + 0,061, при R= 0,947.

Для пшеничного хлеба аналогичное уравнение имеет вид:

y = 0,004x + 0,057, при R= 0,994.

Для характеристики аромата хлеба исследовали содержание ароматобразующих соединений в готовом хлебе. Результаты определения количества ароматобразующих соединений представлены в таблице 2.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что содержание ароматообразующих соединений увеличивается по сравнению с контрольными образцами, причем, чем ниже степень полимеризации молекул инулина и олигофруктозы, входящих в состав инулинсодержащего сырья, тем выше содержание ароматобразующих соединений.

Таблица2 – Зависимость содержания ароматобразующих соединений в хлебе от дозировки инулинсодержащего сырья

Наименования образца	Содержание альдегидов условно выраженное в мл 0,1н раствора йода
Ржано-пшеничный заварной хлеб (контроль)	16,6
Ржано-пшеничный заварной хлеб с внесением 3,0 % НР	22,5
Ржано-пшеничный заварной хлеб с внесением 3,0 % GR	24,5
Ржано-пшеничный заварной хлеб с внесением 3,0 % Р 95	24,6
Пшеничный хлеб (контроль)	11,3
Пшеничный хлеб с внесением 3,0 % НР	13,0
Пшеничный хлеб с внесением 3,0 % GR	14,1
Пшеничный хлеб с внесением 3,0 % Р 95	15,2

 

На основании данных, полученных при определении газообразующей способности муки и ароматообразующих веществ в хлебе, можно сделать вывод, что инулин и олигофруктоза, входящие в состав инулинсодержащего сырья, частично гидролизуются при производстве хлеба. Для установления целесообразности применения инулинсодержащего сырья при производстве хлеба определена степень гидролиза молекул инулина и олигофруктозы в готовых изделиях. Результаты представлены в таблице 3.

 

Таблица 3 – Содержание инулина и олигофруктозы в хлебе

Наименование показателя	в 100 гр хлеба	в пересчете к 100 г муки, %		Степень гидролиза, %
		внесено	остаточное содержание
Образец с внесением 3 % инулина BeneoHP к массе муки:ржано-пшеничный заварной пшеничный	1,96 2,07	3,0 3,0	2,7 2,8	5,7 5,7
Образец с внесением 3 % инулина BeneoGR к массе муки:ржано-пшеничный заварной пшеничный	1,74 1,81	3,0 3,0	2,5 2,5	16,7 16,7
Образец с внесением 3 % олигофруктозы BeneoP95  к массе муки:ржано-пшеничный заварной пшеничный	1,45 1,49	3,0 3,0	2,1 2,1	30,0 30,0

Из полученных данных видно, что, несмотря на существенную разность в кислотности ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба и различия продолжительности периода нахождения инулинсодержащего сырья в агрессивных условиях среды, степень их гидролиза одинакова и зависит от степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы. Это доказывает предположение о том, что в процессе тестоведения сбраживаются лишь вносимые с порошком моно- и дисахариды, отщепляются глюкозные остатки на концах молекул инулина и олигофруктозы, при этом β (2→1) связь между молекулами ангидрофруктофуранозы не подвергается в тесте кислотному или ферментативному гидролизу.

При определения содержания в хлебе растворимых и нерастворимых пищевых волокон (таблица 4) установлено, что при внесении инулинсодержащего сырья марки НР, обладающего растворимостью менее 20 г/л, в большей степени увеличивается содержание нерастворимых пищевых волокон, а при внесении марки Р 95, обладающего растворимостью более 750 г/л, в большей степени увеличивается содержание растворимых пищевых волокон.

При определении пищевой и энергетической ценности хлеба, установлено, что внесение инулинсодержащего сырья приводит к повышению содержания пищевых волокон в хлебе, но при этом содержание всех остальных компонентов и показатель энергетической ценности незначительно снижается, за счет увеличения выхода хлеба.

 

Таблица 4 – Содержание растворимых и нерастворимых пищевых волокон в ржано-пшеничном и пшеничном хлебе

Наименование образца	Содержание нерастворимых пищевых волокон, г на 100 г хлеба	Содержание растворимых пищевых волокон, г на 100 г хлеба	Суммарное содержание пищевых волокон, г на 100 г хлеба
Ржано-пшеничный хлеб	5,74	0,79	6,53
Ржано-пшеничный хлеб с внесением инулина BeneoHP	7,52	0,96	8,48
Ржано-пшеничный хлеб с внесением инулина BeneoGR	6,91	1,43	8,34
Ржано-пшеничный хлеб с внесением олигофруктозы  BeneoP 95	5,96	2,02	7,98
Пшеничный хлеб	3,78	0,39	4,17
Пшеничный хлеб с внесением инулина BeneoHP	5,36	0,79	6,15
Пшеничный хлеб с внесением инулина BeneoGR	4,99	1,05	6,04
Пшеничный хлеб с внесением олигофруктозы  BeneoP 95	3,97	1,69	5,66

 

При употреблении 100 г ржано-пшеничного заварного хлеба суточная потребность удовлетворяется более чем на 30 % в пищевых волокнах, а при употреблении 100 г пшеничного хлеба — в растворимых пищевых волокнах. Следовательно, применение инулинсодержащего сырья целесообразно для придания хлебу функциональной направленности.

Расчет комплексного показателя качества свидетельствует о том, что несмотря на незначительное снижение содержания отдельных факторов питания в опытных образцах, качество ржано-пшеничного заварного хлеба с внесением марки HPи GR и Р 95 по комплексному показателю повышается на 7,3; 11,2 и 12,5 % соответственно, а при приготовлении пшеничного хлеба – на 5,5; 3,1 и 5,5 % соответственно. При этом интегральный показатель конкурентоспособности ржано-пшеничного заварного хлеба с внесением инулинсодержащего сырья марки НР повышается на 6,1 %, с внесением GRи Р 95 – на 10,7 % по сравнению с контрольным образцом.

При производстве пшеничного хлеба с внесением марки НР интегральный показатель конкурентоспособности повышается на 7,7 %, при использовании GR – на 10,8 %, а при использовании Р 95 – на 17,7 % по сравнению с контрольным образцом.

 

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

 

1. Внесение восстановленного инулинсодержащего сырья марок HP, GR и P 95 не оказывает влияния на хлебопекарные свойства муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и муки ржаной обдирной, показатели качества дрожжей прессованных хлебопекарных, продолжительность осахаривания, кислотность, бродильную активность, продолжительность брожения и температуру полуфабрикатов.
2. Водопоглотительная способность муки зависит от степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы. Чем выше степень полимеризации, тем больше ВПС муки. При внесении Р 95 с СП от 2 до 8 г.е. в восстановленном виде ВПС ржаной муки не изменяется, а ВПС пшеничной муки высшего сорта снижается на 2,3 %. При использовании GR со СП от 10 до 14 г.е. ВПС ржаной и пшеничной муки не изменяется. Внесение НР с СП от 23 г.е. влечет увеличение ВПС ржаной муки на 2,7 % и пшеничной на 2,6 %.
3. Добавление восстановленного инулинсодержащего сырья способствует увеличению газообразующей способности пшеничной муки к моменту окончания расстойки при внесении HP на 17,4 % по сравнению с контрольным образцом, при внесении GR – на 19,7 %, а при внесении 3 % P 95 – на 35,6 %.
4. Увеличение молекулярной массы инулина и олигофруктозы, входящих в состав инулинсодержащего сырья, приводит к укреплению структуры теста. Внесение 3 % HP (степень полимеризации не менее 23 гексозных единиц), GR (СП от 10 до 14 г.е.) и Р 95 (СП от 2 до 8 г.е.) к массе муки в восстановленном виде, увеличивает предельное напряжение сдвига ржано-пшеничного теста после замеса на 17,0; 14,0 и 4,9 % соответственно. Предельное напряжение сдвига пшеничного теста после замеса при внесении в восстановленном виде 3 % HP к массе муки увеличивается на 105,9 %, при внесении GR – на 5,2 % и снижается при внесении Р 95 – на 25,1 %.
5. Оптимальным способом внесения инулинсодержащего сырья является внесение в восстановленном виде в заварку, непосредственно после заваривания при приготовлении ржано-пшеничного заварного, и в восстановленном виде при замесе теста при приготовлении пшеничного хлеба в количестве 3 % инулинсодержащего сырья от массы муки.
6. Содержание ароматобразующих веществ в хлебе тем больше, чем ниже степень полимеризации молекул инулина в инулинсодержащем сырье, так при внесении НР (СП от 23 г.е.) количество ароматобразующих веществ в ржано-пшеничном заварном хлебе увеличивается на 35,5 %, при внесении GR(СП от 10 до 14 г.е.) – на 47,6 %, а при внесении Р 95 (СП от 2 до 8 г.е.) – на 48,2 %. При внесении НР при приготовлении пшеничного хлеба количество ароматобразующих веществ в хлебе увеличивается на 14,7 %, при внесении GR – на 24,5 %, а при внесении Р 95 – на 34,2 %.
7. Снижение упека и усушки приводит к увеличению выхода хлеба на 5,1 и 2,4 % соответственно при приготовлении ржано-пшеничного и пшеничного хлеба с использованием марки НР. При использовании GR выход увеличивается соответственно на 5,3 и 6,6 %, а при использовании Р 95 – на 4,7 и 11,3 % соответственно.
8. Внесение GR увеличивает продолжительность хранения упакованного ржано-пшеничного хлеба по показателю общей деформации мякиша на 14 часов, при внесении марки Р 95 на  42 часов, а НР – на 46 часов по сравнению с контрольным образцом. Внесение GR позволяет увеличить продолжительность хранения неупакованного ржано-пшеничного хлеба на 14 часов, при внесении Р 95 – на 48 часов, а НР – на 42 часа по сравнению с контрольным образцом. При внесении НР и GR продолжительность хранения неупакованного пшеничного хлеба сокращается на 16 и 8 часов соответственно, а при внесении Р 95 продолжительность хранения увеличивается на 18 часов по сравнению с контрольным образцом.

Внесение GR сокращает продолжительность хранения пшеничного упакованного хлеба на 16 часов, внесение НР – на 12 часов,  а внесение Р 95 увеличивает продолжительность хранения на 12 часов, по сравнению с контрольным образцом. Показатели микробиологической обсемененности и показатели безопасности в разработанных изделиях не превышают предельно допустимых норм в течении всего периода хранения.

9. Разработанные сорта ржано-пшеничного заварного хлеба содержат  8,48; 8,34 и 7,98 г пищевых волокон, а пшеничного хлеба – 0,79; 1,05 и 1,69 г растворимых пищевых волокон в 100 г., следовательно, суточная потребность в нерастворимых и растворимых пищевых волокнах, удовлетворяется более чем на 30 %, что позволяет отнести разработанные сорта хлеба к категории функциональных продуктов питания.

Остаточное содержание инулина и олигофруктозы в хлебе зависит от степени их полимеризации, при этом остаточное содержание инулина марки HP составляет 94,3 %, GR – 83,3 %, а P 95 – 70,0 % от массы вносимого порошка.

1. Применение инулинсодержащего сырья при производстве ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба положительно сказывается на показателях качества разработанных изделий, что подтверждается результатами комплексной оценки качества, при этом ржано-пшеничный заварной хлеб с внесением НР, GR и Р 95 превышает контрольный образец по показателю комплексной оценки качества на 7,3; 11,2 и 12,5 % соответственно. При внесении оптимальных дозировок НР, GR и Р 95 показатель комплексной оценки качества пшеничного хлеба превосходит контрольный образец на 5,5; 3,1 и 5,5 % соответственно.
2. Интегральный показатель конкурентоспособности ржано-пшеничного заварного хлеба с внесением инулинсодержащего сырья марки НР превышает контрольный образец на 6,1 %, с внесением GRи Р 95 – на 10,7 %.

При производстве пшеничного хлеба с внесением марки НР интегральный показатель конкурентоспособности превышает контрольный образец на 7,7 %, при использовании GR – на 10,8 %, а при использовании Р 95 – на 17,7 %.

 

 

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Корячкина С.Я., Березина Н.А., Байбашева Д.К. Использование добавки функционального назначения в технологии хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки // Мат. междунар. научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств». – Могилев: УО МГУП, 2007 – с. 139.
2. Корячкина С.Я., Березина Н.А., Байбашева Д.К. Расширение ассортимента хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки функционального назначения // Мат. междунар. научно – технической конференции «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма». – Орел: ОрелГТУ, 2007 – с. 116 – 118.
3. Корячкина С.Я., Березина Н.А., Байбашева Д.К. Применение RAFTILINEHP при производстве ржано – пшеничного хлеба функционального назначения// Мат. 4-ой междунар. научно–практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг», 04.12-05.12.07. – Орел: ОрелГТУ, 2007 – с. 309 – 311.
4. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Исследование влияния инулина на качество ржано – пшеничного хлеба// Мат. междунар. научно-практической конференции «Формирование инновационной системы экономики и образования в условиях глобализации», 04.04-05.05.08. – Воронеж: ВГТА, 2008 – c. 484 – 488.
5. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Влияние внесения RAFTILINE^®HP на качество ржано-пшеничного хлеба функционального назначения // Мат. всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека», 23.04.08. – Кемерово: КемТИПП, 2008 – с. 5 – 6.
6. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Комплексная оценка качества ржано – пшеничного заварного хлеба с добавлением инулина. – М.: Хлебопродукты, 2009 – № 3 – с. 46 – 47.
7. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Реологические характеристики ржано-пшеничного теста с внесением различных видов инулина //  Мат. Международной научно-практической интернет – конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики  здорового питания в России», Орел: ОрелГТУ. 15 мая-15 июня 2008 – с. 106 – 108.
8. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Технология производства ржано-пшеничного заварного хлеба функционального назначения// Материалы международной научно – практической интернет – конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований ’2009». 16 – 27 марта 2009 г. – Одесса: Черноморье, 2009 – с. 9 – 10.
9. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Инулин и олигофруктоза — сырье для ржано-пшеничного заварного хлеба функционального назначения// Материалы международной научно – практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия ХХI века». 17 – 19 сентября 2009г.– Краснодар: КубГТУ,  2009 – с. 126 – 128.
10. Корячкин В.П., Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Влияние внесения олигофруктозы на реологические характеристики ржано – пшеничного заварного хлеба функционального назначения// Вторая научно – практическая конференция и выставка с международным участием  «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов». – 29 – 31 марта 2010 г. – Москва: МГУПП, 2010 – с.134 – 140.
11. Корячкина С.Я., Байбашева Д.К. Влияние степени полимеризации молекул инулина и олигофруктозы на их остаточное содержание в ржано – пшеничном заварном хлебе функционального назначения. – Известия ВУЗов: Пищевая технология, 2010 — № 3. – с.