Способ повышения качества и безопасности хлебобулочных изделий из пшеничной муки путем совершенствования технологии хмелевой закваски

Введение . Хлебопекарное сырье является благоприятной средой для развития посторонних микроорганизмов, присутствие которых оказывает определенное влияние на состав исходных и конечных продуктов брожения в полуфабрикатах хлебопекарного производства, поэтому для корректировки хлебопекарных свойств основного и дополнительного сырья, улучшения качества и предотвращения микробиологического инфицирования готовых изделий все чаще стали использовать хмелевые закваски в качестве биологических разрыхлителей. Они представляют собой комбинации различных видов кислотообразующих бактерий и штаммов дрожжей, выведенных на питательных смесях (заварках) с хмелевым отваром.

Однако в технологии введения хмелевой закваски в хлебопекарное производство возникает ряд вопросов, обусловленных специфическим действием веществ хмелевого сырья, входящего в состав питательной смеси в виде отвара, на технологически значимые процессы жизнедеятельности микроорганизмов (кислото- и газообразование), а следовательно, устойчивостью ее биотехнологических свойств и применимостью в производстве пшеничных сортов хлеба.

Цель и задачи : исследовать влияние состава питательной смеси на основные процессы жизнедеятельности микроорганизмов, параметров питательной смеси на процессы кислото- и газообразования; определить качество и соответствие хлебобулочных изделий из пшеничной муки на основе хмелевой закваски гигиеническим требованиям безопасности к пищевой продукции по ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».

Как было указанно выше, основными биохимическими процессами в заквасках, от которых зависит качество хлебобулочных изделий из пшеничной муки, являются молочнокислое и спиртовое брожение, иначе говоря, кислото- и газообразование. Традиционно принято в хлебопекарном производстве эти процессы контролировать по показателям кислотности и подъемной силе [4].

Исследование влияния состава питательной смеси на основные процессы жизнедеятельности микроорганизмов

В качестве питательных сред в хлебопекарном производстве широкое применение имеют заварки, которые представляют собой водномучную смесь, в которой крахмал муки в значительной степени клейстеризован. Под действием амилолитических ферментов крахмал муки расщепляется на сахара: глюкозу, фруктозу, мальтозу, что создает благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий и дрожжей. Химический состав муки, обусловливающий полноценность питательных сред для микроорганизмов, закономерно связан с выходом отдельных сортов муки.

В этой связи было исследовано влияние сорта пшеничной муки, входящей в состав заварок с хмелевым отваром, на процесс кислото- и газообразования при ведении хмелевой закваски.

Заварки готовили из муки 1-го, 2-го сортов и их смеси путем смешивания с водой или хмелевым отваром [2] при температуре 95–97оС с последующим охлаждением до температуры 60– 63оС, при которой осахаривали ячменным солодом. Контрольными образцами являлись заварки, приготовленные на воде. Расход сырья и режим приготовления заварок представлены в таблице 1.

Таблица 1

Сырье и режим	Заварка на воде (контроль)			Заварка на хмелевом отваре
Мука 1-го сорта, г	100	50	-	100	50	-
Мука 2-го сорта, г	-	50	100	-	50	100
Солод ячменный, г	2	2	2	2	2	2
Продолжительность осахаривания, мин	90–180	90–180	90–180	90–180	90–180	90–180

Расход сырья и режим приготовления заварок

Исследования проводили в течение 5 часов с отбором проб через каждый час и регистрировали показатели кислотности и подъемной силы.

Установлено, что показатели начальной кислотности заквасок, освеженных различными вариантами заварок, были на одном уровне. Освежение хмелевой закваски контрольными заварками из 2-го и смеси 1-го и 2-го сортов муки привело к более интенсивному кислотообра-зованию относительно других. Показатели конечной кислотности этих заквасок составили 9,6 и 9,0 град соответственно, что закономерно обусловлено присутствием большего количества ростовых веществ в муке 2-го сорта.

Уровень конечной кислотности заквасок, освеженных хмелевыми заварками из муки 1-го, 2-го и смеси 1-го и 2-го сортов, снизился на 23, 12 и 22 % соответственно по сравнению с кон- трольными заквасками, что связанно некоторым подавляющим эффектом хмелевых компонентов на молочнокислые бактерии. Подобное снижение кислотности в производстве пшеничного хлеба на заквасках является преимуществом и способствует пролонгации сроков эксплуатации заквасок с сохранением стабильных биотехнологических свойств. Максимальное кислотона-копление отмечено в закваске, освеженной хмелевой заваркой из муки 2-го сорта. Конечная кислотность составила 8,5 град.

Результаты исследования влияния состава заварок на подъемную силу хмелевой закваски свидетельствуют, что в закваске, освеженной хмелевой заваркой из муки 2-го сорта, по начальному показателю газообразование протекало интенсивнее остальных проб. Через час брожения уже во всех вариантах заквасок, освеженных хмелевыми заварками, наметилась тенденция к повышению газообразования по сравнению с заквасками, освеженными контрольными заварками. Однако пик газообразования пришелся также на закваску, освеженную хмелевой заваркой из муки 2-го сорта, и составил 21 мин. В последующие часы брожения происходило снижение интенсивности газооб- разования во всех образцах заквасок в виду уменьшения питательных веществ в среде.

Далее было исследовано влияние всех вариантов заквасок на режим приготовления теста и качество пшеничного хлеба. Образцы теста замешивали безопарным способом.

Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние хмелевой закваски, освеженной питательной смесью различного состава, на режим приготовления теста и качество пшеничного хлеба

Показатель	Хмелевая закваска, освеженная заваркой
	на воде			на хмелевом отваре
	муки 1-го сорта	смеси 1го и 2-го сортов	муки 2-го сорта	муки 1-го сорта	смеси 1го и 2-го сортов	муки 2-го сорта
Продолжительность брожения теста, мин	180	180	180	180	180	180
Начальная кислотность теста, град	1,9	2,0	2,3	2,2	2,3	2,4
Конечная кислотность теста, град	3,8	4,2	4,4	3,4	4,0	4,2
Продолжительность расстойки, мин	86	82	76	80	78	60
Удельный объем хлеба, см3/100 г	278	294	299	280	297	325
Пористость хлеба, %	61	62	62	61	62	65
Влажность хлеба, %	40,5	40,6	40,5	40,6	40,5	40,6
Кислотность хлеба, град	3,4	3,7	3,9	3,0	3,2	3,6

Было установлено, что освежение хмелевой закваски заваркой, приготовленной из муки 2-го сорта и хмелевого отвара, по сравнению с другими вариантами позволяет сократить продолжительность расстойки тестовых заготовок и улучшить качество пшеничного хлеба, о чем свидетельствуют показатели удельного объема и пористости готового изделия.

Исследование влияния параметров питательной смеси на процессы кислото- и газообразования

Известно, что изменением параметров питательной среды (влажность и дозировка) можно регулировать направленность микробиологических и биохимических процессов, протекающих в заквасках [1]. На основании этого сочли целесообразным исследовать влияние влажности и количества заварки, приготовленной из муки

2-го сорта и хмелевого отвара, на основные процессы заквасок при их введении.

Были взяты следующие соотношения муки и хмелевого отвара в заварках: 1:2, 1:3, 1:4, которым соответствовали показатели влажности: 75–78 %, 79–81 и 82–85 %. Хмелевую закваску освежали исследуемыми вариантами хмелевых заварок в соотношении 1:1. Брожение проб хмелевых заквасок проводили в течение 6 часов. Через каждый час брожения в закваске определяли показатели подъемной силы и кислотности.

Показано, что увеличение влажности хмелевой закваски до 82–85 % ведет к снижению конечной кислотности закваски по сравнению с другими пробами. Это связано с повышенным содержанием кислорода в более жидких средах, что создает неблагоприятные условия для жизнедеятельности молочнокислых бактерий.

Показатель конечной кислотности закваски, освеженной хмелевой заваркой с влажностью 79–81 %, превышает предыдущий вариант на 10 %. Более интенсивному кислотонакоплению в закваске способствует хмелевая заварка с влажностью 75–78 %; конечная кислотность этого образца превышает на 37 % конечную кислотность варианта закваски, освеженной хмелевой заваркой с влажностью 82–85 %.

По начальному показателю подъемной силы лучшей была хмелевая закваска, освеженная хмелевой заваркой с влажностью 82–85 %, что обусловлено большим насыщением среды кислородом в первый период брожения. К 3-му часу брожения во всех вариантах заквасок процесс газообразования протекал равномерно. В последующие часы брожения заквасок, освеженных хмелевыми заварками с влажностью 75–78 и 79–81 %, наблюдалась интенсивность процесса. В закваске, освеженной хмелевой заваркой с влажностью 82–85 %, уже к 4-му часу брожения наблюдалось заметное снижение активности микроорганизмов. Возможно, это связано с дефицитом сбраживаемых сахаров, необходимых для жизнедеятельности дрожжей. На 6-м часу брожения интенсивность газообразования заквасок, освеженных хмелевыми заварками с влажностью 75–78 и 79–81 %, повысилась на 67 и 61 % соответственно по сравнению с закваской, освеженной хмелевой заваркой с влажностью 82–85 %.

По результатам проведенных исследований установлено, что увеличение влажности хмелевой заварки до 82–85 % применять для освежения хмелевой закваски нецелесообразно. В хмелевой закваске влажностью 75–78 % на начальном этапе приготовления отмечена высокая вязкость. Поэтому для освежения хмелевой закваски рекомендуется использовать питательную смесь на хмелевой заварке с влажностью 79-81 %.

Для исследования влияния количества хмелевой заварки при освежении закваски на процессы кислотообразования и газообразования были взяты следующие соотношения: 30:70, 50:50 и 70:30 соответственно. Через каждый час брожения в течение 5 часов в закваске регистрировали показатели подъемной силы и кислотности.

Результаты исследования показали, что при внесении 30 % хмелевой заварки в хмелевую закваску уровень начальной кислотности и кислотности в последующие 2 часа брожения стал выше, чем в заквасках с внесением 50 и 70 % заварки. Это свидетельствовало о том, что в первые часы брожения период адаптации микроорганизмов к условиям среды протекал незаметно. В заквасках с внесением 50 и 70 % заварки после 2 часов брожения наблюдалось резкое повышение уровня кислотности, к концу брожения оно составило 7 и 13 % соответственно по сравнению с закваской с внесением 30 % заварки.

Таким образом, в хмелевой закваске с большим количеством питательной смеси, несмотря на наличие лаг-периода, кислотонакопление в ней протекало более интенсивно.

Установлено, что при внесении 30 % хмелевой заварки в хмелевую закваску газообразование на начальном этапе брожения повышается по сравнению с заквасками, освеженными 50 и 70 % питательной смеси. Однако после 3 часов брожения заквасок с внесением 50 и 70 % хмелевой заварки газообразование в них интенсифицировалось на 21 и 30 % по сравнению с ранее указанной пробой, а после 5 часов брожения – на 44 и 68 % соответственно. Но постоянное обновление хмелевой закваски 70 % питательной смеси приводит к разбавлению титра клеток, что снижает устойчивость биотехнологических показателей хмелевой закваски.

Таким образом, целесообразно освежение хмелевой закваски производить хмелевой заваркой в соотношении 50:50 соответственно.

Изучение качества и соответствия хлебобулочных изделия из пшеничной муки на основе хмелевой закваски гигиеническим требованиям безопасности пищевых продуктов

Безопасность – это важнейший критерий, характеризующий качество продукции. Согласно Техническому регламенту Таможенного союза 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», в продуктах растительного происхождения обязательному контролю подлежат соли тяжелых металлов, радионуклиды и пестициды, а также микробиологические показатели. Основными загрязнителями зерна пшеницы как основного сырья для производства пшеничного хлеба могут являться вредные примеси, токсичные элементы, микотоксины, радионуклиды, пестициды, некоторые микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности.

Повышение микробиологической безопасности пшеничного хлеба является одной из актуальных задач.

В связи с вышеизложенным, при оценке качества хлебобулочных изделий с использованием хмелевой закваски, главным критерием являлось изучение соответствия их гигиеническим требованиям ТР ТС 021/2011.

Пшеничный хлеб, приготовленный на основе полученной хмелевой закваски, исследовали по физико-химическим, микробиологическим пока- зателям и показателям безопасности. Контрольным являлся хлеб, приготовленный на прессованных дрожжах.

По физико-химическим показателям опытный образец отличался только по кислотности на 1 град по сравнению с контрольным (табл. 3). Это связано с тем, что вместо прессованных дрожжей использовалась хмелевая закваска, микробиологический состав которой включал молочнокислые бактерии и дрожжи, что допускается по ГОСТ 26987-86 в хлебе, приготовленном на молочнокислых заквасках.

Таблица 3

Физико-химические показатели качества пшеничного хлеба на хмелевой закваске

Показатель	По ГОСТ 26987-86	Контроль	Хлеб на хмелевой закваске
Влажность, %	Не более 45,0	41,0	41,2
Кислотность, град	Не более 3,0	3,0	4,0
Пористость, %	Не менее 70,0	70	72,0

Для исследования влияния хмелевой закваски на рост возбудителей «картофельной болезни» в образцах хлеба использовали пшеничную муку, зараженную бактериями Bacillus subtilis . Хранение изделий проводили в условиях, оптимальных для развития спорообразующих микроорганизмов, в течение 36 часов.

Для исследования влияния хмелевой закваски на интенсивность зараженности хлеба плесневыми грибами выпеченные образцы упаковывали в полиэтиленовые пакеты и хранили при комнатной температуре до появления на поверхности изделия видимого мицелия микроорганизмов.

В результате было установлено, что в исследуемом хлебе первые признаки «карто- фельной болезни» (наличие специфического запаха и центра заминаемости мякиша) и появление видимого мицелия плесневых грибов на поверхности изделий обнаружены на 9 и 26 часов соответственно позже, чем в контрольном образце.

Такое повышение микробиологической стойкости пшеничного хлеба на хмелевой закваске обусловлено тем, что при замесе теста с закваской вносятся компоненты хмеля, обладающие сильным антисептическим действием на данные виды микроорганизмов [3].

Результаты исследования качества хлеба с использованием хмелевой закваски по показателям безопасности приведены в таблице 4.

Показатели безопасности пшеничного хлеба на хмелевой закваске

Таблица 4

Показатель	Показатели безопасности
	Допустимый уровень	Содержание в хлебе на хмелевой закваске
1	2	3
Токсичные элементы, мг/кг
Свинец	Не более 0,35	0,01
Кадмий	Не более 0,07	0,01

Окончание табл. 4

1	2	3
Мышьяк	Не более 0,15	0,02
Ртуть	Не более 0,015	0,008
Микробиологические показатели
КМАФАнМ, КОЕ/г	1×103	1×3,5
БГКП (колиформы) в 100 г	25	Не обнаружены
Золотистый стафилококк в 0,1 г	Не допускается	Не обнаружены
Плесени, КОЕ/г	Не более 50	Не обнаружены
Патогенные м/о, в т.ч. сальмонелла в 100 г	Не допускается	Не обнаружены
Радионуклиды, Бк/кг
Цезий-137	Не более 40	14,4
Стронций-90	Не более 20	15,8

При обобщении результатов проведенных исследований сделаны следующие выводы :

• -    для повышения устойчивости биотехнологических свойств хмелевой закваски экспериментально обоснован подбор условий ее введения в производство пшеничных сортов хлеба, включающий использование питательной смеси в виде хмелевой заварки из пшеничной муки 2-го сорта влажностью 79–81 % и освежение в соотношении 50:50;

• -    применение хмелевой закваски при производстве пшеничного хлеба способствует повышению микробиологической стойкости хлебобулочных изделий при хранении;

• -    при соблюдении общих мер санитарии и гигиены в процессе производства пшеничного хлеба с использованием хмелевой закваски изделие соответствует гигиеническим требованиям безопасности к пищевой продукции по ТР ТС 021/2011.