Разработка инновационных технологии хлебных изделий из цельносмолотой муки разных классов

Директор НИИ хлебопекарной промышленности РФ Марина Костюченко в интервью журналу Известия сказала: «С хорошим зерном сегодня большая проблема. Если раньше зерна 3-го класса, из которого получают хлебопекарную муку, было в общем объеме 80%, то сейчас – около 20%. Проблема не с качеством хлеба – хлебопекарная отрасль готова и старается производить

качественный хлеб. Есть проблема с качеством муки и зерна. Сельхозпроизводителям невыгодно производить высококлассное зерно» [1].

Нами предлагаются пути повышения качества хлеба с использованием инновационных способов (кавитационная и ионоозонная технология) в хлебопечении с пшеницей разных классов.

Пшеница является одним из основных источников калорий в повседневном питании For citation

83                                БД Agris человека. Согласно стандартам США к I классу принадлежит пшеница T.durum, которая соответствует согласно ГОСТ Р 52554–2006 твердо зерновой пшенице II типа, II, III и IV классы в американском стандарте соответствуют ботаническому виду T. аеstivum, мягкозерновая пшеница соответствует отдельным IV и VI классам [2].

Оптимальный химический состав и строение пищевой матрицы цельного зерна пшеницы могут способствовать профилактическому действию и снижению рисков появления хронических заболеваний. Также было высказано предположение, что, помимо воздействия пищевых волокон, синергетическое действие некоторых биоактивных соединений способствует защите здоровья и поддержанию нормальной жизнедеятельности организма [3].

Цельносмолотая мука пшеницы – это основной источник белка и крахмала, который может присутствовать в хлебе, сохранив полностью исходную пищевую ценность пшеницы, при этом обогатив состав хлеба макро- и микронутриентами.

В цельносмолотой пшеничной муке все анатомические компоненты зерна, такие как эндосперм, зародыш и оболочечные слои, присутствуют в тех же пропорциях, что и в зерне. Такая мука содержит значительно больше пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ по сравнению с сортовыми видами муки. Используя цельносмолотую муку, создаются дополнительные риски заражения готовых продуктов плесневыми грибами и продуктами их жизнедеятельности – микотоксинами.

Исследования ученых из различных стран показали, что потребление продуктов из цельного зерна может снизить риск сердечнососудистых заболеваний, различных типов рака, диабета 2-го типа и, возможно, улучшить регуляцию массы тела [3].

Технология приготовления хлеба на кавитационно-активированной воде, сопровождающаяся гидратационной структуризацией белков клейковины, позволяет увеличить удельный объем хлеба, повысить его эластичность, замедлить очерствение и сократить использование хлебопекарных улучшителей [4,5].

Ионоозонная обработка продуктов влияет на биологическое и физиологическое воздействие, на развитие и жизнедеятельность, производит обеззараживающее действие, повышает биологическую ценность хлеба, повышает срок хранения готового хлеба за счет уменьшения негативного влияния внешних факторов (повышение безопасности зерна, уменьшение факторов, приводящих к болезням хлеба и т. д.) на хранение готового хлеба [6].

Цель работы – разработка технологии хлеба из пшеницы разных классов с применением инновационных технологий.

Материалы и методы

В качестве объекта исследований было определено цельносмолотое зерно пшеницы следующих классов: III, IV, V, а также внеклассовая пшеница. Отбор проб зерна проводили согласно ГОСТ 13586.3–2015.

Массовую долю белка в пересчете на сухое вещество определяли согласно ГОСТ 10846–91. Общий аминокислотный состав – по ГОСТ 32195–2013. Аминокислотный скор рассчитывали путем сравнения аминокислотного состава белка зерна со шкалой адекватности содержания незаменимых аминокислот в «идеальном белке» согласно ФАО/ВОЗ применительно к потребностям человека во взрослом возрасте. В качестве лимитирующей аминокислоты была определена аминокислота – лизин.

Исследования и выпечка хлебных изделий были проведены на базе научных лабораторий Алматинского технологического университета.

Продолжительность процесса изготовления хлеба белого из пшеничной муки: предварительный замес теста составляет 9 мин, затем происходит замес теста длительностью 18–22 мин, следующим этапом является первая расстойка тестовой заготовки, которая по длительности составляет 60–70 мин. Продолжительность обминки теста составляет 20 мин, затем происходит второй этап расстойки теста продолжительностью 70 мин, обеспечивающий воздушную и однородную структуру хлеба. Выпечка хлеба длится 63–68 мин, окончание выпечки составляет 10–19 мин.

В цельносмолотой муке пшеницы разных классов был определен аминокислотный состав. В готовых хлебных изделиях с применением инновационных технологий были определены следующие показатели: органолептические свойства, влажность, кислотность, пористость, сохраняемость готовых изделий.

Результаты

Как известно, для корректного оценивания пищевого достоинства пшеницы как зерна, огромное значение играет аминокислотный состав белков, причем большое значение имеет сбалансированность их аминокислотного состава. При этом даже незначительное действие протеолитических ферментов способствует гидролизу белков с образованием пептидов и аминокислот [6], следовательно, изменяется аминокислотный состав зерна пшеницы. В наибольшем количестве в цельном зерне пшеницы содержится лейцин (75,2 ± 0,7 мг / 1 г белка), фенилаланин (52,1 ± 0,6 мг / 1 г белка) и глутаминовая кислота + глутамином (219,2 ± 4 мг / 1 г белка), что характерно для данного вида пшеницы [2].

Наименьшие значения можно отметить у лизина (19,8 ± 0,3 мг / 1 г белка), триптофана (10,1 ± 0,3 мг / 1 г белка), треонина (18,7 ± 0,3 мг / 1г белка).

Из исследованных образцов пшеницы разных классов были получены хлебные изделия с применением инновационных технологий из цельносмолотой муки.

Для достижения поставленной цели были выработаны образцы хлеба из пшеничной муки разного класса по традиционным рецептурам с применением воды для технических целей и кавитированной воды с применением ионоозонной обработки.

Традиционная рецептура хлеба формового на выход 859 г включает в себя следующие ингредиенты – мука пшеничная: 465 г, дрожжи прессованные – 7,5 г, соль – 6,5 г, вода – 380 мл. За контрольный образец был принят хлеб без использования инновационных методов с применением пшеницы 1-го сорта. Внешний вид полученных изделий можно оценить на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид полученных хлебных изделий, где (слева направо): 1 – контрольный образец, хлеб из пшеницы III класса; 2 – хлеб из пшеницы IV класса; 3 – хлеб из пшеницы V класса; 4 – хлеб из пшеницы вне класса; 5 – контроль

Figure 1. Appearance of the obtained bread products, where (from left to right): 1 – control sample, bread from wheat of class III; 2 – bread from wheat of class IV; 3 – bread from wheat of class V; 4 – bread from wheat outside the class; 5 – control

Из органолептических показателей были определены: внешний вид готового хлеба, окраска корок, характер пористости, эластичность и разжевываемость мякиша.

Судя по полученным результатам, среди полученных образцов хлеба значительных изменений вкуса, аромата и цвета мякиша изделий отмечено не было, вышеуказанные показатели в дальнейшем анализе не учитывались (рисунок 2).

nature of structure porosity

■ Контроль The control III класс III class ■ IV класс IV class V класс V class вне класса out of class

Рисунок 2. Органолептические показатели полученных образцов хлеба

Figure 2. Organoleptic characteristics of the obtained bread samples

Из результатов оценки можно выявить, что образец хлеба из пшеницы III класса, полученный на основе кавитированной воды, имеет суммарную оценку, которая составляет максимально 25 баллов, что значительно выше, чем у контрольного образца, полученного из воды для технических целей, оценка которого составляет 23 балла.

Показатель «характер пористости» у образца, полученного на основе кавитированной воды из пшеницы III класса, выше, чем у контрольного образца хлеба. Для образца хлеба из пшеницы III класса, полученного на основе кавитированной воды и ионоозонной обработки, органолептические показатели выражены более характерно и обусловливаются наличием правильной формы с несколько выпуклой верхней коркой без боковых выплывов, увеличением объема изделия, наличием развитой тонкостенной пористости с порами округлой формы, без пустот и уплотнений, а также мягкого и эластичного мякиша.

Для образца хлеба из пшеницы вне класса было выявлено наличие плотной низкой корки, неравномерная толстостенная пористость с уплотнениями и без пустот, недостаточно эластичный и слегка заминающийся мякиш.

При использовании инновационных способов поры мякиша готовых образцов хлеба стали более тонкостенными и равномерными. Изменения показателей кислотность и влажность мякиша хлеба из пшеницы III и IV классов не имели существенной разницы от контрольного образца. Они отличались от контрольного образца достаточной пористостью (хотя по сравнению с образом из пшеницы III класса поры были менее выражены). Цвет хлебных готовых изделий с увеличением класса цельносмолотой пшеницы становился все более интенсивным. Также было замечено отличие во внешнем виде и надрывах: с увеличением класса цельносмолотой пшеницы увеличивается количество и глубина разрывов и надрывов, а также уменьшается высота готовых изделий.

Несмотря на то что объем хлеба из пшеницы III класса уступает контрольному образцу, по пористости и остальным органолептическим показателям отличается улучшенными результатами. Наименьшие показатели были у хлеба из пшеницы вне класса, где цвет оказался самым темным, поры мякиша стали наименее заметными, вкус, структура мякиша, эластичность и характер мякиша имели наименее привлекательные для потребителя показатели.

Таким образом, можно сделать вывод, что инновационные технологии позволяют улучшить органолептические показатели хлеба, тем самым повысить его привлекательность для потребителя, но также имеется связь между классом пшеницы и органолептическими свойствами полученных образцов хлеба [6, 8–12].

В таблице 1 показаны результаты исследования некоторых физико-химических показателей готового хлеба с использованием инновационных способов в сравнении с контрольным образцом.

Таблица 1.

Физико-химические показатели качества полученного хлеба из пшеницы разных классов с применением инновационных технологий

Table 1.

Physico-chemical quality indicators of the obtained wheat bread of different classes using innovative technologies

Показатели качества Quality indicators	Контрольный хлеб Control	Хлеб из пшеницы III класса Grade III Wheat Bread	Хлеб из пшеницы IV класса Grade IV Wheat Bread	Хлеб из пшеницы V класса Grade V Wheat Bread	Хлеб из внеклассовой пшеницы Out of Class Wheat Bread
Влажность, % Humidity, %	47,2	49,5	48,6	47,20	45,4
Кислотность, град Acidity, degrees	3,5	3,3	3,3	3,4	3,6
Удельный объём хлеба, см3/100 г The specific volume of bread, сm3/100 g	187,3	178,5	168,3	164,1	157,2
Пористость мякиша, % The porosity of the crumb, %	64,0	67,0	65,7	63,1	59,4

После проведенной выпечки образцы хлеба были исследованы на сохраняемость. Кавитированная вода и ионоозонная обработка оказали заметное влияние на замедление процессов черствения хлеба. Только через 48 ч у исследуемых образцов увеличилась крошливость, что свидетельствует о проходящем в хлебе процессе черствения. Критическими часами для хранения хлеба стали 96 ч, когда резко усилился неприятный запах, появился кислый запах с нотками затхлости, структура мякиша хлеба и пористость с объемом хлеба снизились. Тогда как контрольный образец хлеба отличился изначально низкими показателями качества при хранении и спустя 48 ч данный вид хлеба имел низкие показатели.

Оценка физико-химических показателей качества хлеба в процессе хранения подтвердила результаты органолептической оценки и показала, что образцы, полученные с использованием инновационных способов, уже в начальный период хранения имеют значение выше, чем у контрольного образца.

Обсуждение

В соответствии с проведенным анализом литературных источников [4–6, 8–15] результаты органолептические, физико-химические свойства хлебных образцов, полученных с применением инновационных технологий из пшеницы разных классов, показали, что кавитационная и ионоозонная обработка оказывают влияние на качество готовых изделий. Вместе с тем можно утверждать, что класс пшеницы оказывает значительное влияние на качество готовых образцов хлеба.

post@vestnik-vsuet.ru Заключение

В процессе выпечки хлеба с инновационными технологиями увеличивается количество таких незаменимых аминокислот, как изолейцин, лейцин, лизин, треонин, улучшаются органолептические и физико-химические показатели в соответствии с классом пшеницы. Правильность выбора оптимального соотношения дозировки ржаных и пшеничных отрубей в тесте подтвердили серией параллельных экспериментов, которые показали сходимость результатов. Самым лучшим практически по всем исследованным показателям по сравнению с контрольным образцом хлеба является хлеб из пшеницы III класса. Полученные результаты позволяют рекомендовать более тщательное исследование данной темы и дальнейшее внедрение в производство технологии получения хлеба из пшеницы III класса с применением инновационных технологий.