Разработка технологии пшенично-тритикалевого хлеба, устойчивого к микробиологической порче

Автор: Дранников А.В., Шевцов А.А., Полянский К.К., Домбровская Я.П., Дерканосова А.А., Колесник М.С.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Пищевая биотехнология

Статья в выпуске: 1 (99) т.86, 2024 года.

Бесплатный доступ

Учитывая высокую микробиологическую загрязненность сырья (в основном муки), для производства хлебобулочных изделий, необходимо использовать комплексные технологии, а также продукты, обладающие антибактериальными свойствами для предотвращения развития картофельной болезни. Таким действием обладает трава зверобоя благодаря высокому содержанию веществ, обладающих бактерицидными свойствами, и антиоксидантов. Для лучшего распределения активных составляющих зверобоя в среде хлебопекарного полуфабриката, а также возможности использования его микроколичеств готовили экстракт. При получении экстракта из травы зверобоя предложено заменить воду на водно-медовый раствор. Замена обусловлена богатым химическим составом меда, содержанием в нем сбраживаемых сахаров и бактерицидной активностью, обусловленной содержанием фитонцидов и ферментов, участвующих в окислительных реакциях с высвобождением активного кислорода. Для более интенсивного накопления кислотности экстракт подвергали брожению при помощи молочного продукта, содержащего молочнокислые бактерии, при температуре оптимальной для их действия, и не приводящей к ингибированию ценных компонентов, содержащихся в траве зверобоя и натуральном меде. Для определения рациональной дозировки экстракта проводили пробные лабораторные выпечки хлеба из муки, искусственно зараженной споровыми бактериями, из расчета общего содержания 104 спор/г муки, что соответствует содержанию спор в муке непригодной для производства. В опытные пробы вносили экстракт в количестве от 0 до 6,0% к массе муки в тесте. Выпеченный хлеб заворачивали во влажную бумагу и инкубировали в провокационных условиях (температура 37 °C, относительная влажность 85-90%) 48 ч, после чего органолептически определяли в них проявление картофельной болезни. Внесение 6% исследуемого сброженного молочнокислыми бактериями водно-медового экстракта травы зверобоя при замесе теста для пшенично-тритикалевого хлеба, позволяет предотвратить развитие «картофельной болезни» и плесневения, интенсифицировать процесс тестоприготовления, получить готовые изделия с улучшенными органолептическими и физико-химическими показателями качества.

Еще

Пшеничный хлеб, экстракт, зверобой, тритикале, картофельная болезнь хлеба

Короткий адрес: https://sciup.org/140305682

IDR: 140305682   |   УДК: 640   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2024-1-56-62

Текст научной статьи Разработка технологии пшенично-тритикалевого хлеба, устойчивого к микробиологической порче

Основная задача хлебопекарных предприятий – производство высококачественной микробиологически чистой продукции.

Решение этой задачи тесно связано с постоянным входным контролем основного и дополнительного сырья, соблюдением санитарногигиенических требований в процессе производства и упаковывания готовой продукции.

Как показали многочисленные исследования, самыми уязвимыми и часто нарушаемыми показателями, как в изделиях, так и в сырье, являются микробиологические показатели. В тесте, помимо дрожжей-сахаромицетов и молочнокислых бактерий, вносимых с прессованными, сушеными или жидкими дрожжами и заквасками, встречаются посторонние микроорганизмы.

Учитывая высокую микробиологическую загрязненность сырья (в основном муки), для производства хлебобулочных изделий, необходимо использовать комплексные технологии, а также продукты, обладающие антибактериальными или антибиотическими свойствами для предотвращения развития картофельной болезни. Таким антибактериальным действием обладает трава зверобоя благодаря высокому содержанию веществ, обладающих бактерицидными свойствами (дубильные вещества, фитонциды, флавоноиды, эфирные масла) и антиоксидантов. Химический состав травы зверобоя представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Химический состав травы зверобоя

Table 1.

Chemical composition of St. John's wort herb

Дубильные вещества, % Tannins, %

Значение Value

Флавоноиды, % : | Flavonoids, % :

12,3

– гиперозид | hyperoside

2,0–5,0

– рутин | rutin

3,0–4,5

– кверцитрин | quercitrin

0,5–0,7

– кверцетин | quercetin

0,9–1,2

– изокверцетрин | isoquercetin

0,2–0,3

Гликозид, % | Glycoside, %

0,1–0,2

Гиперицин, % | Hypericin, %

0,6–1,5

Дубильные вещества, % | Tannins, %

0,4

Витамины в мг/100 г продукта Vitamins in mg/100 g of product

А

55,0

С

45,0

Р

32,0

РР

18,0–20,5

Эфирные масла, % | Essential oils, %

0,7

Для лучшего распределения активных составляющих зверобоя в среде хлебопекарного полуфабриката, а также возможности использования его микроколичеств готовили экстракт.

Для получения водно-медового экстракта травы зверобоя, сброженного молочнокислыми бактериями Streptococcus lactis и Streptococcus cremoris (СбВМЭ) использовали мед, измельченную траву зверобоя, сметану 10% жирности, воду питьевую. При получении экстракта из травы зверобоя предложено заменить воду на водномедовый раствор с концентрацией меда 14%. Замена обусловлена богатым химическим составом меда, содержанием в нем сбраживаемых сахаров и бактерицидной активностью, обусловленной содержанием фитонцидов и ферментов, участвующих в окислительных реакциях с высвобождением активного кислорода. Для более интенсивного накопления кислотности экстракт подвергали брожению при помощи молочного продукта, содержащего в составе молочнокислые бактерии Streptococcus lactis и Streptococcus cremoris , при температуре оптимальной для их действия, и не приводящей к ингибированию ценных компонентов, содержащихся в траве зверобоя и натуральном меде.

Для окончательного выбора технологии приготовления СбВМЭ травы зверобоя в работе была поставлена задача обоснования оптимальных параметров этой стадии технологического процесса. В результате расчетов найдены оптимальные параметры приготовления СбВМЭ травы зверобоя: соотношение травы зверобоя и водномедового раствора – 1:20; продолжительность экстрагирования и сбраживания – 7 сут.; температура экстрагирования и сбраживания – 32 °C. Эти значения параметров обеспечивают максимальные значения оптической плотности при заданном интервале температур, а, следовательно, максимальную концентрацию дубильных веществ, по массовой доле которых и судили об эффективности экстракции.

При проведении исследования в качестве контроля выбран хлеб белый из пшеничной муки высшего сорта (ГОСТ 26987–86).

Для определения рациональной дозировки экстракта проводили пробные лабораторные выпечки хлеба из муки, искусственно зараженной споровыми бактериями Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus , из расчета общего содержания 104 спор/г муки, что соответствует содержанию спор в муке непригодной для производства. В модельные опытные пробы вносили экстракт в количестве от 0 до 6,0% к массе муки в тесте. Выпеченный хлеб заворачивали во влажную бумагу и инкубировали в провокационных условиях (температура 37 °C, относительная влажность 85–90%) 48 ч, после чего органолептически определяли в них проявление картофельной болезни. Результаты анализа представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Проявление картофельной болезни в исследуемых пробах

Occurrence of potato blight in tested samples

Как видно из таблицы, внесение СбВМЭ травы зверобоя в дозировке 6,0% к массе муки в тесте хлеб картофельной болезнью не заболевал.

Для подтверждения полученных результатов, провели лабораторные выпечки хлеба из неза-раженной споровыми бактериями муки. Опытная проба содержала исследуемый экстракт

в дозировке 6,0% к массе муки в тесте. Контроль добавки не содержал. Полученные изделия выдерживали в нормальных и провоцирующих условиях. Микробиологическое состояние хлеба при хранении в различных условиях представлено в таблице 3.

Таблица 3.

Table 2.

Образец | Sample

Проявление картофельной болезни | Potato disease manifestation

Контроль (без внесения бактерий) Control

аромат, свойственный хлебу из пшеничной муки высшего сорта; мякиш без признаков заболевания

flavor typical of bread made of wheat flour of the highest grade; crumb without signs of disease

В Е

2 S

Проба 1 (104 спор бактерий/г муки) Sample 1 (104 bacterial spores/g flour)

фруктовый аромат; с липким мякишем fruity flavor; with sticky crumb

Проба 2 (104 спор бактерий/г муки + 3,0% экстракта) Sample 2 (104 bacterial spores/g flour + 3.0% extract)

легкий фруктовый аромат, изменений мякиша нет light fruity flavor, no changes in the crumb

Проба 3 (104 спор бактерий/г муки + 6,0% экстракта) Sample 3 (104 bacterial spores/g flour + 6.0% extract)

аромат, свойственный хлебу из пшеничной муки высшего сорта; мякиш без признаков заболевания

flavor typical for bread made of wheat flour of the highest grade; crumb without signs of disease

Микробиологическое состояние хлеба при хранении в различных условиях

Microbiological condition of bread during storage in different conditions

Замес теста осуществляли путем смешивания муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта с растворами соли пищевой и дрожжевой суспензией. Особенностью приготовления опытной пробы теста является добавление 6,0% водномедового экстракта травы зверобоя, сброженного

молочнокислыми бактериями Streptococcus lactis и Streptococcus cremoris . Продолжительность замеса теста составляла 7 мин. После чего тесто направляли на брожение до достижения кислотности 3,0 град.

Таблица 4.

Table 3.

Хранение в комнатных условиях: (температура воздуха в помещении 21 ± 1 °C) Storage under room conditions:(room temperature 21 ± 1 °C)

Хранение в провоцирующих условиях:

(температура 38 °C, влажное обертывание)

Storage under provoking conditions: (temperature 38 C , wet wrap)

Осмотр изделий после хранения, ч Inspection of products after storage, h

Характеристика Characterization

Осмотр изделий после хранения, ч Inspection of products after storage, h

Характеристика Characterization

Контроль Control

Опыт Experiment

Контроль Control

Опыт Experiment

24

24

48

48

72

72

96

Δ

96

+ +ΔΔ

120

ΔΔ

120

+ +ΔΔ

Обозначения: + – слабое поражение хлеба картофельной болезнью; ++ – выраженное поражение хлеба картофельной болезнью;

Δ – плесневение; ΔΔ – сильное плесневение

Denotations: + - weak lesion of bread by potato disease; ++ - pronounced lesion of bread by potato disease; Δ - molding; ΔΔ - strong molding

Рецептура для хлеба из пшеничной муки высшего сорта и хлеба

Recipe for top grade wheat flour bread and breads

Table 4.

Сырье Raw materials

Сухие вещества, % Dry matter, %

Расход сырья, г | Raw material usage, g

Хлеб белый из пшеничный муки высшего сорта (ГОСТ 26987–86) White bread made of wheat flour of the highest grade (GOST 26987-86)

Хлеб пшенично-тритикалевый Wheat-triticale bread

В натуре In kind

В СВ In DM

В натуре In kind

В СВ In DM

Мука пшеничная хлебопекарная в/с Wheat baking flour b/w

85,50

100,00

85,50

55,00

47,025

Мука тритикалевая | Triticale flour

85,0

45

38,25

Дрожжи хлебопекарные прессованные | Pressed baking yeast

25,00

2,00

0,40

2,00

0,40

Соль пищевая | Food salt

96,50

1,30

1,25

1,30

1,25

Сахар-песок | granulated sugar

99,85

1,00

0,99

СбВМЭ | SbVME

9,70

6,00

0,58

травы зверобоя | St. John's wort herbs

56,78

52,41

Вода | Water

103,90

88,14

111,90

87,505

Итого | Total

160,68

164,31

Заданная общая кислотность теста с фитодобавкой достигается на 60 мин быстрее. Это объясняется тем, что начальная кислотность теста опытной пробы выше контроля за счет внесения экстракта, кислотность которого равна 24 град. Это создает более комфортные условия для действия дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий.

Наиболее полное представление о взаимодействии дрожжей со средой их обитания в технологии хлеба дает динамика газообразования полуфабрикатов. Более активно этот процесс протекал в опытной пробе. Это можно объяснить тем, что введение 6,0% СбВМЭ травы зверобоя создает наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности микрофлоры теста, так как с ним мы вносим усвояемые сахара, минеральные вещества и витамины, а также дополнительное количество МКБ способствует более интенсивному молочнокислому брожению.

Исследования бродильной активности теста показали улучшающее действие нового компонента. Наиболее активно процесс брожения протекал в опытной пробе. Бродильная активность сразу после замеса составила 19 мин, а в конце брожения – 4 мин. В контрольной эти значения были равны 21 и 7 мин соответственно. Улучшение бродильной активности можно объяснить тем, что внесение СбВМЭ травы зверобоя с содержащимися в нем сахарами, флавоноидами, дубильными веществами и органическими кислотами, позволяет обеспечить оптимальные условия для жизнедеятельности дрожжевых клеток.

Готовые изделия анализировали через 16 ч после выпечки. Лучшие органолептические и физико-химические показатели имел опытный образец хлеба (таблица 5), отличавшийся золотисто-румяной корочкой, эластичным светлым мякишем, более развитой, равномерной, тонкостенной, мелкоячеистой пористостью, ярко выраженным ароматом и удельным объемом.

Таблица 5.

Органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий

Как видно из таблицы 5, внесение водномедового экстракта травы зверобоя оказывает положительное влияния на качество готовых изделий.

Для оценки влияния экстракта на сохранение свежести хлеба определяли намокаемость и крошковатость через 3, 16, 32, 48 ч (таблица 6).

Пшенично-тритикалевый хлеб характеризуется пониженной энергетической ценностью (таблица 7).

Table 5.

Organoleptic and physico-chemical quality indicators of finished products

Показатель Indicator

Хлеб белый из пшеничный муки высшего сорта (ГОСТ 26987–86) White bread made of wheat flour of the highest grade (GOST 26987-86)

Хлеб пшенично-тритикалевый Wheat-triticale bread

Органолептические показатели | Organoleptic parameters

Внешний вид: форма; поверхность; цвет Appearance: shape; surface; color

соответствующая хлебной форме, в которой производилась выпечка, без боковых выплывов; без крупных трещин и подрывов; светло-желтый;

corresponding to the bread mold in which it was baked, without side pops; without large cracks or undermining; light yellow;

Состояние мякиша: пропеченность; промес; пористость

Crumb condition: baked; sifted; porosity

пропеченный, не влажный на ощупь, эластичный, после легкого надавливания пальцами мякиш принимает первоначальную форму; без комочков и следов непромеса; развитая, без пустот и уплотнений;

baked, not moist to the touch, elastic, after slight pressure with the fingers the crumb takes its original shape; without lumps and traces of unmilled bread; developed, without voids or seals;

Вкус | Taste

свойственный данному виду изделия, сладковатый, без постороннего привкуса

peculiar to the type of product, sweetish, without extraneous flavor

Запах | Odor

свойственный данному виду изделий, без постороннего запаха peculiar to this type of product, without foreign odor

Физико-химические показатели | Physico-chemical parameters

Влажность мякиша, % | Crumb moisture, %

42,0

42,0

Кислотность мякиша, град | Crumb acidity, deg

3,0

3,0

Пористость мякиша, % | Crumb porosity, %

74,0

80,0

Удельный объем хлеба, см3/100 г.

Specific volume of bread, cm3/100 g.

290,0

345,0

Антиоксидантная активность, мг/г Antioxidant activity, mg/g

26,04

34,98

Таблица 6.

Показатели свежести хлеба

Table 6.

Indicators of bread freshness

Показатель Indicator

Продолжительность хранения, ч Storage time, h

Хлеб белый из пшеничный муки высшего сорта (ГОСТ 26987–86) White bread made of wheat flour of the highest grade (GOST 26987-86)

Хлеб пшенично-тритикалевый Wheat-triticale bread

3

220,0

243,4

Намокаемость, %

16

186,4

236,2

Wettability, %

32

168,9

167,6

48

153,6

161,3

3

3,7

2,1

Крошковатость, %

16

4,1

2,3

Crumbliness, %

32

4,3

3,4

48

5,7

5,1

Таблица 7.

Степень удовлетворения суточной потребности в пищевых веществах при употреблении 100 г. хлеба

Table 7.

Degree of satisfaction of the daily requirement in nutrients when consuming 100 g. of bread

Заключение

пшенично-тритикалевого хлеба, позволяет предотвратить развитие «картофельной болезни» и плесневения, интенсифицировать процесс тестоприготовления, получить готовые изделия с улучшенными органолептическими и физико-химическими показателями качества.

Пищевые вещества Nutrients

Суточная потребность Daily requirement

Содержание пищевых веществ в 100 г продукта Nutrient content in 100 g of the product

Степень удовлетворения суточной потребности, %

Degree of satisfaction of daily requirement, %

Хлеб белый из пшеничный муки высшего сорта (ГОСТ 26987–86) White bread made of wheat flour of the highest grade (GOST 26987-86)

Хлеб пшенично-тритикалевый Wheat-triticale bread

Хлеб белый из пшеничный муки высшего сорта (ГОСТ 26987–86) White bread made of wheat flour of the highest grade (GOST 26987-86)

Хлеб пшенично-тритикалевый Wheat-triticale bread

Белок, г | Protein, g

75

8,00

7,80

9,20

9,20

Углеводы, г Carbohydrates, g: – легкоусвояемые

365

0,20

3,80

0,40

4,50

– крахмал

50,10

46,67

11,00

10,25

Жир, г | Fat, g

83

0,84

0,85

0,99

1,02

Клетчатка, г | Fiber, g

25

0,10

0,08

0,40

0,32

Минеральные в-ва, мг Mineral substances, mg K

3500

98,70

100,20

3,30

2,86

Ca

1000

18,50

20,6

2,10

2,06

Mg

400

13,30

14,30

3,30

3,56

P

1000

69,50

69,50

5,80

6,95

Fe

14

1,20

1,54

6,00

8,42

Витамины, мг Vitamins, mg B 1

1,5

0,14

0,16

7,00

9,40

B 2

1,8

0,04

0,08

1,60

4,00

B 3

20,0

1,00

15,55

4,30

66,80

Энергетическая ценность, ккал/кДж

2500/10465

280/1169

258/1081

Energy value, kcal/KJ

Список литературы Разработка технологии пшенично-тритикалевого хлеба, устойчивого к микробиологической порче

  • Дранников А.В., Шевцов А.А., Домбровская Я.П., Дерканосова А.А. и др. Способы получения экстракта травы зверобоя для пищевой промышленности // Вестник ВГУИТ. 2022. № 2 (92). С. 147–151. doi: 10.20914/2310-1202-2022-2-147-151
  • Drannikov A.V., Dombrovskaya Ya. P., Belokurova E.V., Kitaev D.S. et al. Application of water-honey extract of st. john's wort herb to improve biotechnological and rheological properties of wheat dough // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials (Р2АRМ 2021). 2022. P. 012030.
  • Домбровская Я.П., Дранников А.В., Дерканосова А.А. Научное обеспечение ресурсосберегающей технологии хлеба из пшеничной муки с длительным сроком хранения. Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2022. 109 с.
  • Пат. № 2779151, RU, А 23 L 1/00. Способ приготовления экстракта травы зверобоя, сброженного молочнокислыми бактериями 6 и технологическая линия для его осуществления / Шевцов А.А., Дранников А.В., Дерканосова А.А., Домбровская Я.П., Торшина А.А. № 2021128746; заявл. 01.10.2021; опубл. 31.08.2022.
  • Борисенко Д.В., Пащенко В.Л. Разработка технологии пшеничного хлеба устойчивого к микробиологической порче // Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья. 2014. С. 309-309.
  • Невская Е.В., Шлеленко Л.А., Борисова А.Е., Быковченко Т.В. и др. Разработка технологии приготовления закваски на основе Lactobacillus acidophilus для хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. 2015. Т. 1. №. 8. С. 773-775.
  • Кузнецова Л.И., Савкина О.А., Дубровская Н.О., Парахина О.И. и др. Роль биологических заквасок в технологии безглютеновых хлебобулочных изделий // Хлебопродукты. 2020. №. 9. С. 43-47.
  • Барышникова Н.И., Резниченко И.Ю., Вайскробова Е.С. Разработка системы управления безопасностью на основе принципов ХАССП при производстве хлеба из пшеничной муки // Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 47. №. 4. С. 115-122.
  • Жаркова И.М., Сафонова Ю.А. Обоснование рациональной дозировки закваски" Эвиталия" для безглютенового хлеба из амарантовой муки // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. №. 3 (89). С. 174-181.
  • Тюрина И.А., Невская Е.В., Борисова А.Е. Разработка ассортимента хлебобулочных изделий для питания военнослужащих сдлительными сроками годности // Качество зерна, муки и хлеба. 2019. С. 93-97.
  • Terentyev S.E., Goncharova N.Z., Vorobeva E.S. High technologies for the therapeutic bread production with the use of triticale flour // AIP Conference Proceedings. AIP Publishing, 2022. V. 2661. №. 1. doi: 10.1063/5.0107864
  • Kandrokov R.H., Pankratov G.N. Development of an efficient technological scheme for triticale grain processing into graded bread flour // Russian Agricultural Sciences. 2019. V. 45. P. 216-219.
  • Kandrokov R.H., Pankratov G.N., Meleshkina E.P., Vitol I.S. et al. Effective technological scheme for processing triticale (Triticosecale L.) grain into graded flour // Foods and Raw Materials. 2019. V. 7. №. 1. P. 107-117.
  • Fraś A., Gołębiewska K., Gołębiewski D., Mańkowski D.R. et al. Variability in the chemical composition of triticale grain, flour and bread // Journal of Cereal Science. 2016. V. 71. P. 66-72. doi: 10.1016/j.jcs.2016.06.016
  • Randhawa H.S., Bona L., Graf R.J. Triticale breeding – Progress and prospect // Triticale. 2015. P. 15-32.
  • Sheikholeslami Z., Mahfouzi M., Karimi M., Hejrani T. et al. Evaluating the traditional bread properties with new formula: Affected by triticale and cress seed gum // Food Science and Technology International. 2021. V. 27. №. 5. P. 413-425. doi: 10.1177/108201322096177
  • Roman K., Georgiy P., Elena M., Irina V. et al. Effective technological scheme for processing Triticale (Triticosecale L.) grain into graded flour // Foods and Raw materials. 2019. V. 7. №. 1. P. 107-117.
  • Camerlengo F., Kiszonas A. M. Genetic factors influencing triticale quality for food // Journal of Cereal Science. 2023. P. 103744. doi: 10.1016/j.jcs.2023.103744
  • Galoburda R., Straumite E., Sabovics M., Kruma Z. Dynamics of volatile compounds in triticale bread with sourdough: From flour to bread // Foods. 2020. V. 9. №. 12. P. 1837. doi: 10.3390/foods9121837
  • Kandrokov R.K., Kusova I.U., Ryndin A.A., Berezina N.A. et al. Technological Properties of Wheat-Triticale-Rye Flour //Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. 2021. V. 39. №. 3. P. 31372-31378. doi: 10.26717/BJSTR.2021.39.006305
Еще