Совершенствование технологии производства хлебобулочных изделий, полученных с использованием ингредиентов растительного происхождения

Сложившаяся ситуация на рынке зерна, его профицит и низкое качество, проблемы, связанные с хранением и безопасностью, являются стимулирующими факторами для поиска инновационных технологий получения пищевых продуктов.

Внимание привлекает направление, связанное с получением зерновых продуктов из пророщенного сырья или добавление данного компонента в рецептуру традиционных изделий. При этом сама технология проращивания зерна пшеницы используется исследователями уже долгие годы, т. к. активация биохимических процессов в зерне приводит к накоплению легкоусвояемых сахаров, аминокислот, витаминов и минералов, которые могут обеспечить рынок полезными продуктами. Но данное направление всегда останется актуальным, т. к. меняются качественные характеристики выращенного зерна, используются инновационные методы обеззараживания и интенсификации процесса проращивания зерновых культур [3].

Малым предприятиям пищевой промышленности с гибким графиком объемов производства достаточно сложно самостоятельно проращивать зерновые культуры, т. к. это неизбежно связано с временными затратами и необходимостью больших производственных помещений, а также с хранением пророщенной культуры для дальнейшего использования. Поэтому при производстве хлебобулочных изделий с использованием пророщенного зерна пшеницы целесообразнее использовать консервированный полуфабрикат.

Цель исследования – совершенствование технологии производства хлебобулочных изделий, полученных с использованием ингредиентов растительного происхождения на основе пророщенного зерна пшеницы.

Объекты и методы

Для проращивания использовали зерно пшеницы сортов Любава и Эритроспериум 59, выращенное в степной зоне Челябинской области. Предварительно проводили пятикратное промывание зерна и интенсификацию процесса путем обработки зерна на акустическом источнике упругих колебаний при частоте (22 ± 1,65) кГц и мощности 340 Вт, продолжительность воздействия 5 мин. В качестве источника ультразвукового воздействия (УЗВ) был использован акустический источник упругих колебаний ультразвуком – прибор «Волна» модель УЗТА– 0,4/22-ОМ [2, 4, 5]. Проращивание осуществлялось при контроле длительности процессов замачивания (6–8 ч) и проращивания (12–14 ч) до величины ростка 1,0–1,5 мм, затем зерно высушивалось до влажности 12–14%, измельчалось на мельнице Brabender Break Mill SМ3 и в виде цельносмолотой муки вводилось в качестве зерновой добавки в исследуемые образцы хлеба. Данный вид муки имеет влажность 12,5–14,0%, упаковывается в полимерную вакуумную упаковку и хранится без изменения свойств в течении 6 мес.

Полученная цельносмолотая мука оценивалась по: гранулометрическому составу (метод ААСС 55–40.01 лазерного динамического светорассеяния с использованием прибора Microtrac S3500 с использованием изопропилового спирта в присутствии тритона Х100 для полного исключения набухания и растворения частиц муки и метод электронной сканирующей микроскопии с использованием микроскопа JSM-7001F (JEOL), увеличение =×1000).

Также готовилась смесь муки пшеничной хлебопекарной 1-го сорта и цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы в соотношении 90:10 (смесь муки 1); 80:20 (смесь муки 2); 70:30 (смесь муки 3); 60:40 (смесь муки 4) и 50:50 (смесь муки 5). Были определены следующие показатели:

─ количество и качество клейковины (метод определения согласно ГОСТ 27839–2013);

─ число падения (ЧП) муки (метод Хаг-берга-Пертена согласно ГОСТ ISO 3093–2016 на приборе Falling Number FN 1500);

─ сахарообразующая способность муки (определяли общепринятым методом путем определения продуктов гидролитического расщепления крахмала с последующим пересчетом на сахарозу) [1];

─ газообразующая способность муки – по количеству СО 2 , выделившегося за установленный период времени при брожении теста на приборе Яго-Островского.

Для производства исследуемых образцов хлеба использовалось следующее сырьё:

─ пшеничная мука 1-го сорта производства ООО «Объединение «Союзпищепром», г. Челябинск;

─ дрожжи хлебопекарные прессованные Люкс экстра, производитель ООО САФ-НЕВА.

Для изготовления образцов хлебобулочных изделий за основу была взята рецептура хлеба из пшеничной муки 1-го сорта.

Контролем был хлеб пшеничный, полученный из муки 1-го сорта по традиционной рецептуре и технологии.

Все модельные образцы хлеба были изготовлены из муки 1-го сорта и цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы в следующих соотношениях:

модельный образец 1 – 90:10;

модельный образец 2 – 80:20;

модельный образец 3 – 70:30;

модельный образец 4 – 60:40;

модельный образец 5 – 50:50.

Все исследуемые образцы готовились безопарным способом. Пробную лабораторную выпечку проводили согласно ГОСТ 27669–88. Готовые образцы хлеба оценивались через 4 часа после выпечки. Пробная лабораторная выпечка хлеба массой 500 г проводилась при температуре 200 °C.

Органолептические показатели качества формового хлеба оценивали с использованием 40-балльной шкалы.

Результаты и обсуждение

Цельносмолотая мука из пророщенного зерна пшеницы является нестандартным сырьем для производства хлебобулочных изделий. В результате процесса проращивания становятся более мягкими оболочечные части зерна пшеницы, в такой муке присутствует зародыш и все анатомические части. Это приводит не только к повышению биологической ценности белка, накоплению витаминов и минеральных веществ, но и влечет за собой разнородность полученного сырья по гранулометрическому составу (рисунок 1).

Рисунок 1. Получаемая цельносмолотая мука из пророщенного зерна пшеницы

• Figure 1.    Obtained whole-ground flour from germinated wheat

Размер частиц цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы является важным фактором, влияющим на качество готового продукта и функциональность. Полученная мука представляет собой полидисперсный порошок с размером частиц от 9 до 497 мкм, поэтому целесообразнее в исследованиях ориентироваться на значения средневзвешенного размера частиц муки, величина которого составила 177 ± 25 мкм. Такой размер частиц позволят им полностью быть замешенными в массу теста, и в готовых изделиях вносимая мука не визуализируется как разнородный по размерному составу зерновой продукт. Форма частиц характеризуется неправильной формой и достаточно большой разнородностью. Незначительную часть всей муки составляют частицы размером менее 15 ± 3 мкм. Это могут быть мелкие зерна крахмала, частицы белковой подложки и кусочки клеток эндосперма, не разделенные на крахмал и белок. Далее присутствуют частицы среднего размера от 18 ± 3 до 30 ± 3 мкм, можно предположить, что это средние и крупные зерна крахмала. Большая часть имеет размер частиц более 37–190 мкм. Авторы описывают [7, 8], что в эту фракцию входят крупные зерна крахмала, освободившиеся от белковой подложки. Данный фракционный состав свидетельствует о том, что мелкие частицы муки способны участвовать в процессе тестоприготовления, простые сахара (полученные в результате осахаривания крахмала при проращивании зерна) – интенсифицировать жизнедеятельность дрожжевых клеток, а наличие крупных фракций позволяет корректировать реологические свойства теста путем умеренного действия фермента α-амилазы и получать изделия хорошего качества [2, 7–10].

Результаты исследования образцов муки представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Результаты определения сахарообразующей способности, количества и качества клейковины исследуемых образцов муки

• Figure 2.    The results of determining the sugar-forming ability, the quantity and quality of gluten of the studied flour samples

Полученные данные свидетельствуют о том, что проращивание зерна пшеницы и получение из нее цельносмолотой муки приводит к увеличению сахарообразующей способности муки и полученной смеси, что будет интенсифицировать процесс тестоприготовления и газообразования (рисунок 3). Сахарообразующая способность муки увеличивает свое значение линейно, согласно проценту внесения цельносмолотой муки. При этом проращивание пшеницы до длины ростка 1,0–1,5 мм не позволяет активизировать протеолитические ферменты (количество и качество клейковины), остается на прежнем уровне, что позволит в дальнейшем удержать клейковинный каркас теста и повысить удельный объем готовых изделий.

Газообразующая способность смеси пшеничной муки и цельносмолотой из пророщенного зерна заметно увеличивается уже при замене 20% сортовой муки на цельносмолотую. Данная характеристика выше сразу после 1 ч брожения, и зависимость сохраняется на протяжении 5 ч. С увеличением процента замены муки 1-го сорта на цельносмолотую значения данного показателя повышаются.

Рисунок 3. Результаты определения газообразующей способности исследуемых образцов муки

• Figure 3.    The results of determining the gas-forming ability of the samples of flour

Наибольшая характеристика отмечается у смеси муки 4 и 5, но данное количество используемой муки может привести к получению изделий пониженного объема (из-за недостаточного количества клейковины, с липким влажным мякишем, что объясняется повышенной активностью α-амилазы и низким значением ЧП (рисунок 4).

мука пшеничная 1 е смесь муки 1 Смесь муки2   Смесь муки 3 Смесь муки 4 Смесь муки 5

Wheat flour    Flour mixture I Fleur mixture 2 Flour mixture 3 Flour mixture 4 Flour mixture 5

Рисунок 4.    Результаты    определения    ЧП исследуемых образцов муки

• Figure 4.    The results of determining the number of falling samples of flour

Полученные данные позволяют сказать, что оптимальное значение числа падения (235 ± 15 с) [6] отмечается у смеси муки в соотношении 80:20. Замена 20% сортовой муки на цельносмолотую из пророщенного зерна пшеницы является оптимальной, т. к. данное соотношение позволяет повысить в тесте количество простых сахаров, тем самым интенсифицировать процесс брожения и получить готовые изделия с высокими потребительскими характеристиками (рисунок 5–6).

Рисунок 5. Внешний вид модельных образцов хлеба

Figure 5. Appearance of model bread samples

Рисунок 6.

Результаты органолептической оценки модельных образцов хлеба

Figure 6. Results of organoleptic evaluation of model bread samples

В результате органолептической оценки модельных образцов было установлено, что максимальное количество баллов имеет образец 2. У него выпуклая корка с приятной характерной окраской (коричневой), эластичный, хорошо разжевываемый мякиш, с равномерной пористостью. Приятный вкус и выраженный аромат. Тогда как образцы под номерами 4 и 5 имеют впалую корку, заниженный объем изделий с липким заминающимся мякишем, что обусловлено повышенной активностью α-амилазы. Образец под номером 3 также отличается пониженным объемом, на поверхности присутствуют подрывы корки, а мякиш можно охарактеризовать как излишне влажный.

Заключение

На основании вышеизложенного можно сказать, что использование цельносмолотой муки из пророщенного зерна пшеницы как сырьевого компонента, содержащего легкоусвояемые сахара, незаменимые аминокислоты, витамины и минеральные вещества целесообразно и возможно, но при этом необходимо совершенствовать рецептуру и определять оптимальное соотношение вносимого компонента.

Цельносмолотая мука из пророщенного зерна пшеницы является нестандартным сырьем для производства хлебобулочных изделий. Данное сырье имеет разнородность по гранулометрическому составу, значения средневзвешенного размера частиц муки составляют 177 ± 25 мкм.