Разработка технологии печенья функционального назначения с сывороткой молочной гидролизованной
|
|
Скачать 312.96 Kb.
|
На правах рукописиБУЛЬЧУК ЕКАТЕРИНА АЛЕКСАНДРОВНАРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕЧЕНЬЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С СЫВОРОТКОЙ МОЛОЧНОЙ ГИДРОЛИЗОВАННОЙ 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 Москва – 2006 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» Научный руководитель: доктор технических наук, профессор ^ Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Дубцов Георгий Георгиевич кандидат технических наук Савенкова Татьяна Валентиновна ^ ООО «Объединенные кондитеры» Защита состоится «_____» _______________ 2006 г. в ______ час в ауд. _____ на заседании Диссертационного совета Д.212.148.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11. Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по вышеуказанному адресу. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП. Автореферат разослан «_____» __________ 2006 г. Ученый секретарь Диссертационного совета к.т.н., доц. М.В. Подольская ^ Актуальность темы. На долю мучных кондитерских изделий (МКИ) приходится около 54 % от всего выпуска кондитерских изделий. Они являются высококалорийными продуктами, но имеют низкую пищевую ценность. Учитывая концепцию Государственной политики в области питания населения Российской Федерации, исследования ученых направлены на создание продуктов питания повышенной пищевой ценности и функционального назначения. Разработаны технологии и рецептуры кондитерских изделий, содержащих продукты переработки плодов, овощей, витаминные препараты, концентраты и изоляты полноценных белков и т.д. Представляет интерес также использование продуктов переработки молока, в частности, молочной сыворотки. Работами Покровского А.А., Аксеновой Л.М., Васькиной В.А., Дубцова Г.Г., Колпаковой В.В., Кочетковой А.А., Магомедова Г.О., Матвеевой И.В., Нечаева А.П., Поландовой Р.Д., Пучковой Л.И., Савенковой Т.В., Спиричева В.Б., Тутельяна В.А., Цыгановой Т.Б., Шатнюк Л.Н., Шендерова Б.А. и других ученых заложены научные основы создания функциональных продуктов питания. Серьезный вклад в решение этой проблемы внесли Brummer E., Lindhauer M., Richardson D. Sloan E. и другие зарубежные ученые. Ежегодно в России при производстве молочных продуктов получают около 9 млн т сыворотки, из них используют только 50%, остальное количество применяют в качестве корма для сельскохозяйственных животных или выбрасывают, что приводит к значительным экономическим потерям и загрязнению окружающей среды. Молочная сыворотка обладает высокой биологической ценностью, она содержит также витамины, макро- и микроэлементы. Перспективным направлением является переработка сыворотки с применением биотехнологических методов, например, с помощью ферментативного гидролиза. Так получают сыворотку молочную гидролизованную СГОЛ-1-40. Она имеет высокую пищевую ценность и обладает лечебно-профилактическими свойствами, поэтому создание технологии печенья на ее основе является актуальным. ^ Целью настоящих исследований явилась разработка технологии печенья функционального назначения на основе сыворотки молочной гидролизованной СГОЛ-1-40. Для реализации поставленной цели было необходимо решить следующие задачи: - изучить свойства сыворотки молочной гидролизованной СГОЛ-1-40; - исследовать влияние сыворотки на органолептические, физико-химические и реологические показатели полуфабрикатов и готовых изделий; - разработать рецептуры печенья с оптимальным содержанием СГОЛ-1-40; - рассчитать пищевую и энергетическую ценность печенья с сывороткой; - изучить процесс выпечки печенья со СГОЛ-1-40; - исследовать влияние СГОЛ-1-40 на органолептические, физико-химические и микробиологические показатели печенья в процессе хранения; - проверить полученные результаты в условиях производства. ^ В результате проведенных исследований научно обосновано применение сыворотки молочной гидролизованной СГОЛ-1-40 в производстве печенья (сахарного, затяжного, крекера) функционального назначения. На основании комплексных исследований установлены реологические характеристики сыворотки по показателям консистенции, эффективной вязкости и напряжения сдвига. Определено влияние СГОЛ-1-40 на процесс брожения при созревании опары и теста для крекера. Установлена кинетика изменения объема образующегося углекислого газа, повышения титруемой кислотности и температуры в зависимости от дозировки сыворотки и способа приготовления (опарный и безопарный). Процесс брожения интенсифицируется на 40% при опарном способе и 50% - при безопарном. Показано, что сыворотка молочная гидролизованная повышает подъемную силу хлебопекарных дрожжей. Исследованиями, проведенными с помощью информационно-измерительного комплекса «Структурометр СТ-1», показано, что при внесении сыворотки происходит изменение реологических показателей теста для печенья, состоящее в повышении его пластичности, снижении упругости и времени релаксации напряжений пропорционально дозировке СГОЛ-1-40. Установлена нелинейная зависимость адгезионного напряжения теста от дозировки сыворотки. Получены адекватные уравнения регрессии с высоким уровнем аппроксимации. Исследован процесс выпечки печенья при различных режимах (критерии оптимизации – массовая доля влаги и высота изделий). Определено, что выпечка сахарного печенья не требует увлажнения пекарной камеры, а при выпечке крекера и затяжного печенья увлажнение способствует увеличению массовой доли влаги, намокаемости и снижению плотности изделий. Установлено, что при добавлении СГОЛ-1-40 температурные характеристики выпекаемых тестовых заготовок по сравнению с контролем существенно не изменяются. Показано, что при хранении динамика изменения органолептических, физико-химических (массовая доля влаги, намокаемость, щелочность, кислотность, перекисное, кислотное, йодное числа жира, выделенного из печенья), структурно-механических (прочность) и микробиологических показателей качества печенья с сывороткой ниже по сравнению с контролем. Доказана возможность использования и определено количество сыворотки молочной гидролизованной для придания печенью функциональных свойств за счет повышенного содержания витаминов и минеральных веществ. ^ Разработаны технологии сахарного, затяжного печенья, крекера опарным и безопарным способом с использованием сыворотки молочной гидролизованной. Определены оптимальные дозировки сыворотки: для сахарного печенья – 3%, для затяжного -5% и для крекера – 9%. Рекомендованы режимы выпечки печенья со СГОЛ-1-40. Обоснованы сроки годности печенья – 90 суток. Промышленная апробация технологии печенья, содержащего сыворотку молочную гидролизованную, проведена на ОАО МПК «Крекер» и ООО «Стрешнево». Разработана нормативная документация: технические условия, технологические инструкции и рецептуры. Работа выполнена согласно плана НИР МГУПП (инициативная тема). Подана заявка на «Способ производства крекера лечебно – профилактического назначения» (№ 2006112289 от 14.04.2006). Результаты работы включены в базу данных Фонда содействия развитию инновационной деятельности высшей школы и внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология сахаристых, кондитерских и пищевкусовых производств» ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств». Социальная значимость работы заключается в том, что на основе продукта отечественного производства разработаны изделия функционального назначения, предназначенные для массового производства и пользующиеся популярностью у населения, особенно у детей. Потребление таких изделий поможет сбалансировать рацион населения по содержанию кальция, магния, калия, витаминов В1 и В2. ^ Результаты исследований, выполненных автором, доложены и обсуждены на конференциях и семинарах: на конференции, посвященной 200-летию концерна «Бабаевский» – (Москва, октябрь 2004 г.); на 2-ой Всероссийской научно-технической выставке-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии: методы и средства для их реализации» (20-21 октября 2004 г., МГУПП); на научно-практическом семинаре с международным участием «Технология и состав кондитерских изделий для здорового питания» (14-18 февраля 2005 г., МГУПП совместно с «Информкондитер»); на 3-й Юбилейной международной конференции «Высокоэффективные пищевые технологии: методы и средства для их реализации» (15-17 ноября 2005 г., Москва, МГУПП); на научно – практическом семинаре «Сырье и ингредиенты для кондитерской промышленности. Инновации» (27 февраля – 1 марта 2006 г., Москва, МГУПП совместно с «Информкондитер»); на совещании «Обеспечение конкурентных преимуществ и безопасности производства и продукции» (20-21 апреля 2006 г., Москва, ООО «Объединенные кондитеры»). Разработки экспонировались на Международной выставке «Технологии и продукты здорового питания»; 2-й и 3-й Юбилейной международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии: методы и средства для их реализации» (за разработку способа производства крекера с использованием гидролизованной молочной сыворотки получены диплом и серебряная медаль); на Международной специализированной выставке «Индустрия детского и школьного питания» в 2005 и 2006 гг. Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, отражающих ее основное содержание. ^ Диссертационная работа включает: введение, обзор литературы, описание объектов и методов исследования, экспериментальную часть, выводы, список использованных источников (222 наименования, в том числе 63 зарубежных) и приложения. Основной текст диссертации изложен на 163 страницах машинописного текста, включает 36 таблиц и 55 рисунков. ^ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показаны научная новизна и практическая значимость результатов исследований.
В обзоре литературы дано обоснование выбора объекта для повышения пищевой ценности – мучных кондитерских изделий. Приведены исследования последних лет в области повышения пищевой ценности МКИ. Освещен вопрос о применении молочной сыворотки в кондитерской промышленности. Систематизированы способы продления срока хранения мучных кондитерских изделий. В ходе анализа научно-технической литературы в данной области выявлено, что молочная сыворотка мало используется в производстве кондитерских изделий. В то же время ее огромное количество сбрасывается в водоемы, что приводит к значительным экономическим потерям и экологическим проблемам. Показано, что целесообразно применять не нативную молочную сыворотку, а продукты на ее основе, например, сыворотку молочную гидролизованную СГОЛ-1-40, обладающую лечебно – профилактическими свойствами. Выявлено, что в литературе отсутствуют данные о применении сыворотки молочной гидролизованной в технологии МКИ. ^ Исследования при выполнении диссертационной работы проводили в лабораториях кафедр «Технология сахаристых, кондитерских и пищевкусовых производств» (отделение «Технология кондитерского производства»), «Энергетика теплотехнологии», «Технология хлебопекарного и макаронного производств» и «Биотехнология» ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», а также в ОАО МПК «Крекер» и на кафедре «Ветеринарная хирургия» ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина». . ^ При проведении исследований использовали пшеничную муку высшего и первого сорта ГОСТ Р 52189-2003, сыворотку молочную гидролизованную, обогащенную лактатами СГОЛ-1-40 ТУ 9365-001-11694721-97 (ООО «СГОЛ - ХОЛДИНГ»), сахар-песок ГОСТ 21-94, маргарин сливочный ГОСТ 240, соль поваренную пищевую ГОСТ Р 51574, натрий двууглекислый ГОСТ 2156, соль углеаммонийную ГОСТ 9325, дрожжи хлебопекарные прессованные ГОСТ 171, ароматизаторы пищевые ОСТ 10-237-99, патоку крахмальную ГОСТ Р 52060. ^ Общая схема исследований приведена на рис.1. Исследовали показатели качества сыворотки СГОЛ-1-40 и ее влияние на качество полуфабрикатов для печенья; разрабатывали технологии печенья со СГОЛ-1-40, рассчитывали его пищевую ценность; обосновывали сроки годности печенья; разрабатывали нормативные документы: рецептуры, технические условия и технологические инструкции на новые изделия. Опытно – промышленная проверка произведена в условиях цеха ОАО МПК «Крекер» и ООО «Стрешнево». Произведен расчет экономической эффективности разработанных технологий. При выполнении работы применяли общепринятые и специальные методы исследований свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Массовую долю влаги муки, полуфабрикатов и готовых изделий определяли ускоренным методом в сушильном шкафу СНОЛ-3,5. Температуру полуфабрикатов измеряли с помощью термопары Checktemp 1. Количество клейковины в муке и тесте определяли путем отмывания вручную, качество – на приборе «ИДК-1». Реологические показатели эмульсии и теста изучали на приборах «ЭАК-1М» и «Структурометр СТ-1». Газообразование в опаре и тесте исследовали с помощью устройства Яго-Островского. ^ Микробиологические показатели качества готовых изделий оценивали по следующим показателям:- БГКП – методом выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек согласно ГОСТ 50474-93; - МАФАМ – методом определения количества мезофильных анаэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов по ГОСТ 10444.15-94; - дрожжи и плесневые грибы – по ГОСТ 30518-97 «Продукты пищевые. Методы определения дрожжей и плесневых грибов». Активность воды в изделиях определяли на приборе «Аqualab». Математическую обработку результатов исследований проводили с помощью программы Matstat.  Изучение показателей качества сыворотки СГОЛ-1-40 и ее влияния на органолептические, физико-химические и реологические показатели качества полуфабрикатов и готовых изделий  Изучение показателей качества печенья при хранении  Рис.1. Структурная схема исследований ^ Для обоснования целесообразности использования СГОЛ-1-40 в технологии разных видов печенья функционального назначения исследовали влияние данной сыворотки на физико – химические и реологические свойства полуфабрикатов (эмульсии, опары, теста). ^ обогащенную лактатами СГОЛ-1-40 (ТУ 9365-001-11694721-97). Многочисленными исследованиями доказано, что данная сыворотка обладает биологической, пищевой ценностью и лечебно – профилактической активностью, эффективна в комплексной терапии и профилактике различных заболеваний (туберкулеза, дисбактериоза, гиповитаминоза, сахарного диабета, онкологических заболеваний и др.) Полезные свойства СГОЛ-1-40 достигаются в процессе культивирования молочнокислых бактерий в творожной, подсырной и/или казеиновой сыворотке в результате накопления в ней БАВ, синтезируемых данными бактериями в процессе жизнедеятельности, и последующего автолиза. Химический состав сыворотки разнообразен: белки, жиры, углеводы, макро-, микроэлементы, витамины. Следует отметить незначительное содержание лактозы (0,5%), что важно для людей, не переносящих ее в питании. Данная сыворотка наиболее богата натрием, калием, магнием, кальцием, витаминами группы В. Она также содержит лактат натрия, который в пищевых системах играет роль влагоудерживающей добавки и синергиста антиокислителей. Органолептические, физико-химические и реологические показатели качества СГОЛ-1-40 приведены в табл.1. Таблица 1 ^
Печенье готовили в лаборатории по традиционным технологиям. За основу принимали рецептуры сахарного печенья «Лето», затяжного – «Школьное» и крекера «К завтраку» - контроль. СГОЛ-1-40 вносили в количестве 1-9 % к массе изделий на сухое вещество (СВ). При брожении опары и теста для крекера исследовали изменение температуры, титруемой кислотности и процесс газообразования. При брожении температура опары и теста повышалась (рис.2). По нарастанию титруемой кислотности судят о протекании процесса в данной фазе, что важно для установления готовности опары или теста. Титруемая кислотность теста по безопарной технологии (рис.3) при брожении возрастала. Конечное значение контроля составило 4,2 град. Тесто с содержанием сыворотки 9% имело такое значение уже через 2 часа брожения. Готовность опары определяли по достижению титруемой кислотности 7-9 град. Значение данного показателя контроля было достигнуто через 5 часов брожения, в опаре с добавлением 9% СГОЛ-1-40 – через 3 часа, то есть продолжительность брожения опары сократилась на 40%.   Увеличение кислотности опары и теста для крекера происходит из-за образования и накопления ряда кислот, в основном молочной и уксусной, в результате брожения, вызываемого гетероферментативными молочнокислыми бактериями. Ускоренное нарастание кислотности опары и теста с введением сыворотки молочной гидролизованной объясняется наличием в ней таких бактерий, которые дополнительно к содержащимся в муке, производят молочную кислоту. Реологические свойства эмульсии и теста во многом зависят от количества и химического состава рецептурных компонентов. Изучено влияние СГОЛ-1-40 на консистенцию эмульсии. С увеличением доли сыворотки эмульсия становится более густой за счет белков СГОЛ-1-40, что стабилизирует операцию ее приготовления в технологических системах печенья и крекера. На рис.4-5 показано влияние СГОЛ-1-40 на пластичность и упругость теста для печенья. При добавлении СГОЛ-1-40 пластичность теста для всех изделий возрастала. Зависимость носила линейный характер. Наиболее пластичным было тесто для сахарного печенья. Тесто для крекера и затяжного печенья имело практически одинаковую пластичность. Тесто для крекера по опарной технологии более пластично, чем по безопарной. При максимальной доле СГОЛ-1-40 (9% к массе изделий на СВ) пластичность теста возросла по сравнению с контролем: для сахарного печенья – на 7,5, для затяжного – на 18,6, для крекера по опарной технологии – на 17,9, по безопарной – на 20%. Упругость теста для всех видов печенья снижалась пропорционально количеству добавляемой сыворотки. При максимальном количестве СГОЛ-1-40 упругость теста уменьшилась по сравнению с контролем (для сахарного печенья – на 50, затяжного – на 43,3, крекера по опарной технологии – на 36, по безопарной – на 37%).   При повышении дозировки СГОЛ-1-40 пластические деформации теста для печенья и крекера увеличивались, а упругие – снижались. Этому способствуют белки, содержащиеся в сыворотке, обладающие пластифицирующими свойствами. Увеличение пластических и снижение упругих деформаций теста имеет положительное технологическое значение, поскольку при этом стабилизируются операции прокатки теста, формования тестовых заготовок. Это особенно актуально при обработке упруго – пластично – эластичного теста для затяжного печенья и крекера. Уменьшение упругих деформаций теста способствует лучшему сохранению заданной формы заготовок. При добавлении СГОЛ-1-40 адгезионное напряжение теста для всех видов изделий изменялось. Зависимость данного показателя от доли сыворотки носила нелинейный характер. Установлено, что при добавлении СГОЛ-1-40 в тесто для сахарного печенья в количестве 1 – 3 % к массе изделий на СВ адгезионное напряжение уменьшилось по сравнению с контролем на 2,1 – 4,8 %, в количестве 1-5 % для затяжного печенья –- на 2,0 - 5,2 %, для крекера - на 2,6 – 7,2 % (по опарной технологии) и на 2,7 – 6,7 % (по безопарной). Дальнейшее увеличение дозировки сыворотки приводило к повышению данного показателя и прилипанию теста к рабочим органам оборудования. На рис.6 представлены данные об изменении времени релаксации теста.  При добавлении СГОЛ-1-40 времярелаксации теста для всех видов изделий снижалось. Для сахарного печенья оно сократилось на 5-20, затяжного – на 7-21, крекера по опарной технологии – на 3-21, крекера по безопарной технологии – на 6-22 %. Таким образом, при добавлении СГОЛ-1-40 в рецептуру печенья и крекера возрастала вязкость эмульсии; повышалась пластичность теста; уменьшались его упругость и адгезионное напряжение. Интенсивность газообразования характеризовали количеством диоксида углерода, выделявшегося при брожении опары и теста. Процесс газообразования в тесте для крекера по безопарной технологии показан на рис.7. К  оличество углекислого газа в тесте с сывороткой выше по сравнению с контролем на 15,3%.Аналогичные результаты получены при изучении газообразования в опаре и тесте для крекера по опарной технологии. Установлено, что добавление СГОЛ-1-40 способствует более интенсивному выделению углекислого газа на протяжении всего периода брожения полуфабрикатов. Выделение СО2 в полуфабрикатах вызывается сбраживанием сахаров дрожжами. Прессованные дрожжи играют большую роль в технологии крекера, поскольку от их качества зависит качество теста и готовых изделий. Наиболее важным показателем качества прессованных дрожжей для производства крекера является их подъемная сила. Установлено, что при добавлении 9 % сыворотки по сравнению с контролем этот показатель увеличился на 27 % (рис.8).  Наличие в СГОЛ-1-40 витаминов, макро-, микроэлементов, сахаров (3,5% глюкозы, 3,7% галактозы и др.), аминокислот, необходимых для жизнедеятельности дрожжей, способствовало повышению их подъемной силы и, следовательно, интенсификации процесса газообразования в опаре и тесте. ^ О качестве готовых изделий судили по органолептическим, физико – химическим и структурно – механическим показателям. Выполнены эксперименты ПФЭ 51. Фактор - количество сыворотки молочной гидролизованной в расчете на сухие вещества рецептуры. Количество вводимой сыворотки - от 1 до 9%. Критерием оптимизации являлись показатели качества готовых изделий. Сахарное печенье, приготовленное с добавлением 1-3%, затяжное - с 1-5% и крекер - с 1-9% СГОЛ-1-40 соответствовали требованиям ГОСТ по всем показателям качества. Увеличение дозировки в печенье и крекер приводило к повышению плотности и снижению намокаемости. Массовая доля влаги в изделиях с увеличением доли сыворотки повышалась, что объясняется наличием в составе СГОЛ-1-40 лактата натрия, связывающего влагу. Щелочность печенья уменьшалась, а кислотность крекера увеличивалась пропорционально количеству сыворотки из-за ее кислой реакцией среды. Способ приготовления крекера (опарный и безопарный) при введении сыворотки молочной гидролизованной не оказывал влияния на физико-химические показатели крекера, кроме плотности. По опарной технологии данный показатель ниже в среднем на 10 %. О влиянии СГОЛ-1-40 на прочность готовых изделий судили по величине усилия разрушения, которую определяли на приборе «Структурометр СТ-1». Структура сахарного печенья с максимально возможным содержанием СГОЛ-1-40 упрочнилась на 14, затяжного – на 25, крекера – на 32-40%, что имеет положительное значение, так как при упаковывании, транспортировании и хранении уменьшается количество лома и крошки продукции. Органолептическую оценку изделий проводили по следующим показателям: форма, цвет, внешний вид, структура, консистенция, вкус и аромат. Добавление СГОЛ-1-40 в печенье не оказывало влияния на его форму и поверхность. Внесение 1-3 % сыворотки в сахарное печенье, 1-5 % - в затяжное и 1-9% - в крекер придавало изделиям приятный молочный вкус и аромат, золотистый цвет; пористость изделий оставалась хорошей. Внесение сыворотки более 3% в сахарное печенье, более 5% - в затяжное и более 9% - в крекер обусловливало неприятный горьковато – соленый вкус и плохую пористость. Отмеченное улучшение цвета, вкуса и аромата изделий объясняется усилением реакции меланоидинообразования при выпечке, поскольку с сывороткой вносится дополнительное количество белков и углеводов, необходимых для протекания этой реакции. Органолептическая оценка (по 30-балльной шкале) показала высокое качество изделий, которые были оценены: сахарное – 28,5 балла; затяжное – 30; крекер – 30. По результатам исследования влияния сыворотки молочной гидролизованной на органолептические, физико – химические и реологические показатели полуфабрикатов и готовых изделий рекомендуются дозировки сыворотки: 1-3 в сахарное печенье, 1-5 - в затяжное и 1-9% - в крекер по опарной и безопарной технологиям. Для дальнейших исследований выбрали максимально возможные дозировки сыворотки молочной гидролизованной, при этом изделия содержат наибольшее количество полезных веществ и приобретают функциональные свойства. ^ Выпечка – важная технологическая операция в производстве печенья. Ею завершается сложный цикл процессов, протекающих в тесте. Под воздействием температуры происходит изменение коллоидного состояния основных компонентов муки, осуществляются биохимические процессы взаимодействия различных веществ, а также физические процессы. В ходе работы изучен процесс выпечки сахарного, затяжного печенья и крекера в лабораторной печи П503 с использованием усовершенствованной системы автоматического регулирования температурного режима, позволяющей снизить влияние тепловой инерции печи. Выпечку осуществляли при 240°С в двух режимах: с увлажнением водяным паром среды пекарной камеры в начальный период и без увлажнения. В качестве примера на рис.9 показано изменение температуры тестовой заготовки (ТЗ) для затяжного печенья. Аналогичные графики получены для сахарного печенья и крекера. Процесс выпечки печенья разделяется на три периода: в первом (I) отмечается резкое повышение температуры ТЗ до 90-100ºС (при увлажнении), без увлажнения – до 60-80 ºС. Это характерно для всех изделий. Н  аибольшую температуру имеет нижняя поверхность заготовок для всех изделий в течение всего периода выпечки. Благодаря более интенсивному подводу тепла внутренние слои ТЗ прогреваются значительно быстрее, чем в режиме без увлажнения.Во втором периоде (II) температура заготовок продолжает повышаться в среднем до 115-125 ºС, идет процесс удаления сконденсированной влаги с поверхности ТЗ. В третьем периоде (III) температура незначительно повышается (верхней поверхности - до 130 ºС), в центральных слоях растет медленно (до 105-110 ºС). В этом периоде происходит сушка изделий. При выпечке изменяется объем ТЗ. Этот процесс характеризовали увеличением ее высоты, поскольку, как показали исследования, изменение размеров в горизонтальной плоскости незначительно. В работе использовали специально изготовленное устройство. Наибольшее увеличение высоты заготовок для всех изделий наблюдалось в первый период выпечки. Затем их высота незначительно уменьшалась, это связано с тем, что каркас изделия в этот период окончательно не закрепился. Заготовки для сахарного печенья имели большую высоту при выпечке без увлажнения пекарной камеры. Заготовкам затяжного печенья и крекера, содержащим СГОЛ-1-40 и имеющим большую массовую долю влаги (26 и 30 % соответственно), требуется увлажнение пекарной камеры для предотвращения образования корочки на поверхности заготовки, мешающей ее дальнейшему подъему. При увлажнении скорость прогрева ТЗ выше, и разрыхлители начинают действовать быстрее. При увлажнении пекарной камеры массовая доля влаги всех изделий больше, чем без увлажнения. Массовая доля влаги печенья при добавлении СГОЛ-1-40 выше, чем у контроля. В результате исследований установлено, что для затяжного печенья и крекера, содержащих СГОЛ-1-40, при температуре 240°С продолжительность выпечки составляет 5 мин. Для сахарного печенья со СГОЛ-1-40 - сокращается на 20 % и равна 4 мин, режим выпечки – без увлажнения пекарной камеры. Для затяжного печенья и крекера – с увлажнением. Результаты физико-химических исследований готовых изделий подтвердили, что выбранные режимы выпечки оптимальны. ^ Расчет пищевой ценности печенья проводили с учетом дозировок сыворотки, указанных в п.2.3.2. и данных справочника* (стр.16). При добавлении СГОЛ-1-40 сахарное печенье перешло из первой группы во вторую по содержанию кальция и витамина В2, из второй в третью – по содержанию натрия и магния. Его группа по остальным нутриентам не изменилась. При этом и в контроле, и в печенье со СГОЛ-1-40 содержание цинка, ретинолового эквивалента и витамина С низкое (в контроле цинк и витамин С отсутствуют), остальных пищевых веществ – высокое. Затяжное печенье перешло из первой во вторую группу по содержанию кальция и калия; из второй в третью – по содержанию натрия и ниацинового эквивалента; его группа по другим веществам не изменилась. Крекер, содержащий СГОЛ-1-40, перешел из первой группы во вторую по содержанию калия, из первой в третью – кальция, магния и витамина В2. По другим нутриентам его группа не изменилась. Лабораторные исследования содержания витаминов, макро- и микроэлементов в крекере с добавлением сыворотки молочной гидролизованной, проведенные в аккредитованном испытательном лабораторном центре «БИОТЕСТ» МГУПБ, подтвердили высокое содержание нутриентов в изделиях. В табл.2 показано содержание основных нутриентов и удовлетворение суточной потребности организма в них за счет 100 г крекера, содержащего СГОЛ-1-40. Таблица 2 Удовлетворение суточной потребности организма в пищевых веществах* за счет 100 г крекера
* из справочника под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. Химический состав российских продуктов питания. – М.: ДеЛи принт, 2002. – 236 с. Из табл.2 видно, что за счет 100 г крекера, содержащего СГОЛ-1-40, организм человека удовлетворяет от 11,1 до 39,2 % суточной потребности в пищевых веществах, что позволяет отнести разработанное изделие к продуктам функционального назначения. Таким образом, пищевая ценность сахарного и затяжного печенья, а также крекера при добавлении сыворотки молочной гидролизованной СГОЛ-1-40 увеличивается по содержанию натрия, кальция, магния, фосфора, ретинолового эквивалента, витамина В2, В1 (у крекера), ниацинового эквивалента (у затяжного печенья). Кроме того, в изделиях появляются микроэлементы: цинк, селен, медь и др. Произведен расчет биологической ценности сахарного, затяжного печенья и крекера с учетом содержания аминокислот в сыворотке молочной гидролизованной СГОЛ-1-40 (по данным ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса). Введение сыворотки молочной гидролизованной вместо муки приводит к увеличению аминокислотного скора по всем незаменимым аминокислотам. По лимитирующим для пшеничной муки аминокислотам: лизину - скор повысился на 2 (сахарное печенье) и 4% (затяжное), по треонину – на 1,2 и 2,4% соответственно. Скор белков крекера вырос по лизину – на 13%, по треонину – на 10,8 %. Таким образом, биологическая ценность печенья и крекера с добавлением сыворотки СГОЛ-1-40 увеличилась. ^ Гигиеническое обоснование сроков годности для печенья проведено на основе комплексных исследований органолептических, физико-химических и микробиологических показателей. Продолжительность исследований качества печенья и крекера на основе СГОЛ-1-40 превышала предполагаемый срок годности на 15%, что составило 105 суток. Контроль качества проводили после изготовления, через 30, 60, 90 и 105 суток хранения при температуре 18+2˚С и относительной влажности воздуха 75%. В течение 90 суток хранения качество печенья и крекера (контроль) оставалось стабильным, что по органолептической оценке составило 24,9 и 20 баллов соответственно. На 105–е сутки хранения качество контрольных образцов снизилось и характеризовалось 22 и 18 баллами соответственно. Это объясняется ухудшением вкуса и аромата, которые к 105-м суткам приобрели оттенок прогорклости из-за окисления жиров. Контроль затяжного печенья и все изделия, содержащие СГОЛ-1-40, сохранили свои первоначальные органолептические показатели. При хранении массовая доля влаги изделий уменьшалась. Динамика этого процесса в изделиях, содержащих СГОЛ-1-40, была ниже в среднем в 1,5 раза. На 90-е сутки хранения массовая доля влаги соответствовала требованиям ГОСТ; на 105-е сутки этот показатель образцов со СГОЛ-1-40 оставался выше по сравнению с контролем в среднем на 18 %. Контроль крекера, приготовленного по обеим технологиям, на 105-е сутки хранения не соответствовал ГОСТ. Добавление СГОЛ-1-40 задерживало процесс высыхания печенья, что благоприятно отразилось на его органолептической оценке. Более высокое содержание влаги в изделиях с сывороткой молочной гидролизованной объясняется наличием в ее составе лактата натрия, который в пищевой промышленности используется как влагоудерживающая добавка. При хранении намокаемость изделий уменьшалась. На 105-е сутки хранения этот показатель всех образцов контроля не соответствовал требованиям ГОСТ. При добавлении сыворотки СГОЛ-1-40 намокаемость печенья и крекера находилась в пределах ГОСТ, что свидетельствует о благоприятном влиянии сыворотки. Плотность изделий при хранении незначительно увеличивалась, однако оставалась хорошей. Прочность - уменьшалась, но при добавлении СГОЛ-1-40 в конце хранения по сравнению с контролем оставалась выше в среднем на 34 %. Это положительный фактор, поскольку появляется возможность снизить потери при хранении и транспортировании. В конце хранения щелочность контроля снизилась в среднем на 5,3 %, печенья со СГОЛ-1-40 – на 3,1 %. Кислотность крекера в процессе хранения увеличивалась, но на протяжении всего периода хранения соответствовала требованиям ГОСТ. Перекисное число жира, извлеченного из печенья и крекера, содержащих СГОЛ-1-40, в течение всего срока хранения оставалось ниже по сравнению с контролем. Йодное число жира - уменьшалось, следовательно, количество ненасыщенных связей в жире с течением времени становилось меньше. Динамика йодного числа жира из печенья, содержащего СГОЛ-1-40, ниже, чем из контрольных образцов. Кислотное число жира в процессе хранения печенья увеличивалось, следовательно, возросло число свободных жирных кислот вследствие гидролитического распада жиров. Динамика вышеуказанных чисел жира, извлеченного из изделий, содержащих СГОЛ-1-40, ниже по сравнению с контролем из-за наличия в сыворотке лактата натрия - синергиста антиокислителей. Из вышеизложенного следует, что на 105-е сутки хранения изделия, содержащие СГОЛ-1-40, не только соответствуют требованиям ГОСТ, но и превосходят по качеству контрольные образцы по органолептическим показателям, содержанию влаги, намокаемости, плотности и прочности. Исследовано содержание микроорганизмов (МАФАМ, плесеней, дрожжей, БГКП) в печенье. В конце хранения обнаружили только МАФАМ во всех образцах сахарного печенья и крекера, однако их содержание соответствовало нормам СанПиН. Микроорганизмы развиваются в средах, где содержание воды не опускается ниже определенного уровня. Для их развития имеет значение не абсолютная величина влажности, а доступность воды или «активность воды» - количество и состояние воды в изделии. «Активность воды» может изменяться от 0 до 1. Этот показатель исследовали на приборе «Aqualab» в ГУ НИИКП. Установили, что добавление сыворотки привело к повышению активности воды в среднем на 0,1 в начале хранения. Все свежевыпеченные изделия имели низкую активность воды (не более 0,6). В конце хранения активность воды в них также оставалась низкой и составляла в среднем 0,534. В изделиях со СГОЛ-1-40 этот показатель ниже, чем в контрольных образцах. Низкой активностью воды объясняется незначительное количество микроорганизмов в печенье. Учитывая, что по органолептическим и физико-химическим показателям печенье и крекер, содержащие сыворотку молочную гидролизованную, в конце хранения соответствовали требованиям ГОСТ, а по микробиологическим – СанПиН, срок их годности может составить 90 суток. ^ На основании исследования состава и свойств сыворотки молочной гидролизованной установили значительное содержание в ней макро- и микронутриентов, удобство в хранении и использовании, что дало возможность прогнозировать хорошие результаты ее применения в технологии сахарного, затяжного печенья и крекера. Разработаны операторные модели (в качестве примера рис.10) и технологии сахарного, затяжного печенья и крекера с учетом оптимального содержания сыворотки молочной гидролизованной; снижения доли поваренной соли в рецептуре крекера на 50 %; увеличения доли разрыхлителя в сахарном печенье на 0,7, в затяжном – на 5,8, в крекере – на 5,2 %. Разработана техническая документация (ТУ, ТИ и рецептуры) для сахарного печенья «Лето», затяжного печенья «Школьное» и крекера «К завтраку» со СГОЛ-1-40. Новые рецептуры и технологии проверены на предприятиях г.Москвы: ОАО МПК «Крекер» (акт испытаний от 19.05.05) и ООО «Стрешнево» (акт испытаний от 8.09.06). Производственные проверки показали соответствие разработанных изделий по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям требованиям нормативной документации Подана заявка на «Способ производства крекера лечебно-профилактического назначения» (№ 2006112289 от 14.04.2006). Рассчитаны ожидаемые технико-экономические показатели производства сахарного, затяжного печенья и крекера с добавлением сыворотки молочной гидролизованной СГОЛ-1-40. Ожидаемая годовая прибыль от производства сахарного печенья с добавлением СГОЛ-1-40 выше традиционного на 5, затяжного – на 8, крекера – на 11%. Конкурентоспособность - 1,1. Испытания, проведенные в ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина» на кафедре «Ветеринарная хирургия», подтвердили лечебно - профилактические свойства разработанных изделий. Акт испытаний от 7.04.2006.   Рис. 12. Операторная модель технологической системы производства крекера опарным способом Выводы и рекомендации Проведены комплексные исследования по разработке технологии печенья функционального назначения с использованием сыворотки молочной гидролизованной. На основании полученных результатов сделаны следующие выводы: 1. Определены показатели качества сыворотки молочной гидролизованной, на основе чего научно обосновано ее применение в производстве крекера, сахарного и затяжного печенья функционального назначения. 2. Исследовано влияние сыворотки молочной гидролизованной на качество эмульсии и теста для печенья по физико-химическим и реологическим показателями. Установлено влияние СГОЛ-1-40 на процессы брожения опары и теста по показателям: температура, титруемая кислотность, газообразование. Показано, что СГОЛ-1-40 в производстве крекера интенсифицирует процесс брожения опары и теста, что объясняется химическим составом используемой сыворотки. Повышается подъемная сила хлебопекарных прессованных дрожжей. Добавление 9% СГОЛ-1-40 в рецептуру крекера приводит к сокращению производственного цикла на 40-50 %. Показано, что внесение сыворотки молочной гидролизованной в рецептуру печенья приводит к изменению реологических показателей теста: повышается его пластичность (для сахарного печенья – на 3; для затяжного – на 11; для крекера - в среднем на 19%), и снижается упругость (на 19, 27 и 37 % соответственно). Благодаря этому стабилизируются операции прокатки теста и формования тестовых заготовок. При выпечке они лучше сохраняют заданную форму. 3. Установлено влияние сыворотки молочной гидролизованной на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели печенья и крекера в зависимости от дозировки сыворотки. Массовая доля влаги, кислотность и прочность печенья увеличиваются пропорционально количеству сыворотки СГОЛ-1-40, щелочность - незначительно снижается. Намокаемость и плотность сахарного печенья при добавлении 1-3 % сыворотки, затяжного – 1-5 %, крекера – 1-9 % не изменяются. При более высоких дозировках данные показатели ухудшаются. Органолептические показатели изделий со СГОЛ-1-40 выше по сравнению с контролем за счет более приятного молочного вкуса и аромата, а также золотистого цвета. Рекомендованы оптимальные дозировки сыворотки молочной гидролизованной для производства различных видов печенья. 4. Изучен процесс выпечки изделий со СГОЛ-1-40. При добавлении сыворотки сахарное печенье рекомендуется выпекать при 240°С 4 мин без увлажнения пекарной камеры в начальный период выпечки; затяжное печенье и крекер, приготовленный по опарной и безопарной технологиям - 5 мин – с увлажнением. 5. Разработаны рецептуры печенья сахарного «Лето», затяжного «Школьное» и крекера «К завтраку», содержащих сыворотку молочную гидролизованную. Подана заявка на «Способ производства крекера лечебно-профилактического назначения». Функциональные свойства изделий с добавлением сыворотки молочной гидролизованной СГОЛ-1-40 подтверждены клиническими испытаниями на кафедре ветеринарной хирургии ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина». 6. Рассчитана пищевая ценность печенья и крекера с сывороткой молочной гидролизованной. Установлено высокое содержание калия, магния, кальция, витамина В1, В2 и др. в изделиях с добавлением СГОЛ-1-40. Энергетическая ценность снижается: сахарного печенья – на 4, затяжного – на 3, крекера – на 2 %. Повышается аминокислотный скор по лимитирующим для пшеничной муки аминокислотам: по лизину – на 2 (сахарное печенье), 4 (затяжное) и 13% (крекер); по треонину – на 1,2; 2,4 и 11% соответственно. 7. Обоснованы сроки годности разработанных изделий. Печенье, содержащее СГОЛ-1-40, на протяжении всего срока хранения имело более высокие органолептические и физико-химические показатели качества по сравнению с контролем благодаря наличию в составе сыворотки лактата натрия, обладающего влаоудерживающими и антиокислительными свойствами. Микробиологические показатели изделий с сывороткой соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. 8. Производственная проверка новых технологий в условиях ОАО МПК «Крекер» и ООО «Стрешнево» показала, что печенье, содержащее сыворотку молочную гидролизованную, можно получать на имеющемся оборудовании. Органолептические показатели изделий отличного качества, физико-химические – соответствовали ГОСТ 24901-89. По расчетным данным промышленный выпуск разработанных изделий позволит повысить годовую прибыль: от производства сахарного печенья - на 5 %, затяжного – на 8, крекера – на 11%. При этом показатель конкурентоспособности (К) выше и составляет 1,1. 9. Социальная значимость работы заключается в том, что на основе продукта отечественного производства разработаны изделия функционального назначения, предназначенные для массового производства и пользующиеся популярностью у населения, особенно у детей. Потребление таких изделий поможет сбалансировать рацион населения по содержанию кальция, магния, калия, витаминов В1 и В2. ^ 1. Скобельская З.Г., Бульчук Е.А., Линд А.Р. Использование сыворотки молочной гидролизованной «СГОЛ-1-40» в производстве продуктов здорового питания // Технологии и продукты здорового питания – 2004: Материалы междун. конференции 2-5 июня 2004. Ч.2 – М.: МГУПП, 2004. С. 262-265 2. Бульчук Е.А., Скобельская З.Г. Молочная гидролизованная сыворотка СГОЛ-1-40 – продукт для здорового питания // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации – 2004: Материалы 2-й Всерос. Научно-технической конференции с междун. участием 20-21 октября 2004. Ч.2 (Сб. докл. молодых ученых) – М.: МГУПП, 2004. С. 35-37 3. Скобельская З.Г., Бульчук Е.А. Применение сыворотки молочной гидролизованной в производстве печнья // Кондитерские изделия ХХ| века – 2005: Материалы 5-й междун. конференции. 21-24 марта 2005. – М.: Международная промышленная академия, 2005. С.131-133 4. Бульчук Е.А., Скобельская З.Г. Применение сыворотки молочной гидролизованной в производстве кондитерских изделий // Техника и технология пищевых производств – 2005: Материалы 5-й Междун. научно-технической конференции. 18-20 мая 2005. – Могилев: Могилевский государственный университет продовольствия, 2005.с. 85-86 5. Скобельская З.Г., Бульчук Е.А., Линд А.Р. Сыворотка гидролизованная обогащенная лактатами // Пищевая промышленность. – 2005. - №6. – с.74-75 6. Бульчук Е.А., Скобельская З.Г., Бахтинов В.А., Линд А.Р. Сахарное печенье, обогащенное СГОЛ-1-40, в послеоперационном периоде у собак // Теория и практика гомеопатии и акупунктуры – 2005: Сб. материалов научно – практической конференции. 21-22 октября 2005. – М., 2005. С.151 7. Скобельская З.Г., Хасанова С.Д., Бульчук. Е.А., Сидорова Л.Н. Научные основы создания кондитерских изделий для здорового питания// Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: Сб. докл. Третьей юбилейной международной выставки-конференции 15-17 ноября 2005.- М.: МГУПП, 2005.С.58-60. 8. Бульчук Е.А., Скобельская З.Г. Повышение пищевой ценности печенья на основе сыворотки молочной гидролизованной // Перспективы агропромышленного производства регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции с междун. участием 1-2 марта 2006. – Уфа: БГАУ, 2006. С.74-76 9. Заявка на патент РФ «Способ производства крекера лечебно-профилактического назначения» № 2006112289 от 14.04.2006 10. Бульчук Е.А., Асташина В.В., Скобельская З.Г. Молочная сыворотка для мучных кондитерских изделий // Хлебопродукты. – 2006. - №5. – с.60-62 11. Бульчук Е.А., Скобельская З.Г. Интенсификация опарной технологии крекера на основе сыворотки молочной гидролизованной «СГОЛ-1-40» // Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК»: Сб. материалов I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. 24-26 мая 2006. – Уфа: БГАУ, 2006. С.86-88 12. Бульчук Е.А., Скобельская З.Г., Войно Л.И., Линд А.Р. Сыворотка молочная гидролизованная СГОЛ-1-40 и качество печенья при хранении // Кондитерское производство. – 2006. - №3.- с.26 13. Бульчук Е.А., Аксенов П.А., Скобельская З.Г. Пищевая и биологическая ценность мучных кондитерских изделий // Хлебопродукты. – 2006. - №7. – с.54-55 Автор выражает глубокую признательность к.м.н. Линду А.Р., к.т.н., проф. Войно Л.И., к.т.н., доц. Рогозкину Е.Н., д.т.н., проф. Маклюкову В.И., д.т.н., проф. Черных В.Я., д.т.н. Скокан Л.Е. за консультирование при выполнении работы, а также родителям, друзьям и коллегам за помощь и поддержку. Summary Bulchuсk E.A. The development of technology of functional biscuits with whey dairy hydrolyzed Complex researches directed at the development of technologies of biscuits and crackers with the use of whey dairy hydrolyzed (SGOL-1-40) have been conducted. The usage of SGOL-1-40 in the production of sweet biscuits and crackers has been scientifically founded. Physical-chemical and organoleptic properties of SGOL-1-40 were defined. The influence of SGOL-1-40 on fermentation process of sponge and dough for crackers; organoleptic, physical-chemical and rheological properties of emulsion, dough and biscuits was studied. Baking process of biscuits and crackers containing SGOL-1-40 was observed. Quality changes of production during storage were investigated, storage period was stated. Functional properties of developed biscuits were confirmed by clinical investigations. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям