Способы корректировки свойств сырья и качества хлеба из пшеничной муки

Одним из факторов, обусловливающих технологические свойства сырья, наиболее значимыми являются количественный и качественный состав его химических компонентов [1, 5, 6].

Современные технологии пищевых производств ориентированы, прежде всего, на возможности компенсирования отклонений, при этом используются разные направления, среди которых изменение рецептур, направленности течения процессов технологий, различные способы влияния на исходное сырье.

Введение в рецептуру дополнительных компонентов, способствующих интенсификации процессов брожения, развитию белковой матрицы, набуханию зерен крахмала, приводит к заданному результату, но значительно повышает себестоимость готовых изделий. [12, 17, 18, 19, 20]. В связи с чем исследование факторов физической природы, используемых для интенсификации биотехнологических процессов сырьевых компонентов, является наиболее актуальным, так как это позволяет сохранить традиционные рецептуры, не вносить дополнительных химических компонентов, имеющих недостаточно изученное влияние на организм человека и, в тоже время, дает возможность скорректировать недостатки сырьевых компонентов и получить готовый продукт заданного качества.

Анализ литературных данных по свойствам и использованию обработанной воды в пищевой промышленности позволил предположить возможность ее использования для повышения качества хлеба и хлебобулочных изделий. В процессе проведения исследований был предложен способ производства формового хлеба путем встраивания ультразвукового воздействия на этапе водоподготовки перед замесом теста [7–9, 17].

Сырье пищевых производств весьма различается не только по структуре, но и по природе, а также изменчивости свойств под влиянием различных факторов. Среди совокупности сырьевых компонентов на особых позициях существуют вода, природные коллоидные структуры и, конечно же, биологические жидкости. Их коллоидная структура зависит от большой совокупности факторов, которые достаточно многогранны и глубоко изучены.

Вместе с тем современные достижения, особенно в области ультразвукового воздействия дают возможность говорить о новом витке обновлений не только в теоретических аспектах познания технологий, но и с практической точки зрения [2, 3, 4, 10, 15, 16, 19].

Целью исследования являлась интенсификация и рационализация производства хлеба и хлебобулочных изделий на основе использования обработанной воды как фактора, интенсифицирующего процессы созревания теста, и как следствие, замедляющего процессы черствения хлеба.

Особую роль в формировании качественного теста играют его важнейшие компоненты: белки и углеводы.

Содержание белков в пшеничной муке может колебаться в широких пределах в зависимости от сорта пшеницы и условий ее выращивания, поэтому корректировка ее свойств наиболее важна при производстве хлеба из пшеничной муки. Белковые вещества муки в основном состоят из проламинов и глютелинов. Проламин пшеницы представлен глиади-ном, а глютелин – глютенином. Ценным и специфическим свойством их является спо- собность образовывать клейковину. Такие структурно-механические свойства клейковины как эластичность, упругость и др. обладают немаловажным значением для процесса хлебопечения, так как белки пшеничного теста образуют в структуре пространственную упруго-эластичную сетку. Качество самой клейковины оказывает огромное влияние на газоудерживающую, формоудерживающую и водопоглотительную способность теста, от чего, в свою очередь, зависят такие показатели качества хлеба, как форма, объем, структура мякиша, внешний вид, а также главный для производителей экономический показатель – выход хлеба.

Обработка ультразвуком воды оказала разное влияние на скорость газообразования (рис. 1). Обработанная вода, используемая для замеса теста, приводила к увеличению скорости газообразования, по сравнению с контролем.

Как видно из графика, падение скорости газообразования совпадает по времени с концом периода быстрого роста дрожжей. Волнообразное нарастание скорости газообразования в данном случае, также как и при определении газообразующей способности муки, определяется активностью бродильных ферментов дрожжей. Небольшая скорость газообразования контрольного образца свидетельствует о малой активности бродильных ферментов прессованных дрожжей. Однако затем скорость газообразования, а вместе с ней и активность бродильных ферментов, быстро нарастают.

Как уже указывалось предположение, что

Рис. 1. Изменения скорости газообразования при созревании теста (зависимость скорости газообразования теста от времени)

более высокая начальная скорость газообразования дрожжей образцов, полученных с использованием обработанной воды, обусловлена активацией зимазы и мальтазы. При этом длительность задержки нарастания газообразования сокращается и после нее наблюдается дальнейшее нарастание скорости. Вероятно, использование обработанной воды приводит к полной активации всех ферментов, участвующих в сбраживании сахаров мучной среды.

Также необходимо отметить, что у данных образцов значительно снижается период задержки роста дрожжей и их общее количество на конец процесса выше, чем у контрольного образца. Через 3 часа брожения в опытных образцах теста дрожжевых клеток в среднем на 8– 10 % выше, чем в контрольном образце теста (погрешность составила 0,12·106–0,15·106).

Основное назначение процесса брожения заключается в разрыхлении теста. Применение количественного метода определения образовавшегося в процессе брожения углекислого газа с одновременным учетом изменения объема теста позволяет получить характеристику эффективности брожения в технологическом аспекте, то есть выяснить, в какой мере используется газ для разрыхления теста. Значения показателей, определяющих ТЭБ теста, представлены в табл. 1.

Как видно из таблицы, в первый час брожения значительная часть образовавшегося диоксида углерода задерживается тестом, причем, как уже отмечалось, начальная скорость газообразования теста образцов, замешанных с использованием обработанной воды, значительно выше контрольного образца, и технологическая эффективность первого часа брожения у этих образцов также выше. Возможно, это связано с увеличивающейся водопоглотительной способностью муки и снижением вязкости активированной воды, так как установлено [10, 11, 13, 14], что менее влажное, более вязкое тесто хуже задерживает газ, чем более влажное, имеющее меньшую вязкость.

На втором часу брожения полученная зависимость сохраняется. По мере дальнейшего брожения у всех образцов подъем теста замедляется, пока не наступит некоторый максимум (характерный для каждого образца), после которого тесто уже не поднимается. В то же время брожения образуется все новое количество диоксида углерода, нарастание которого продолжается с возрастающей скоростью, причем наиболее интенсивно у образца, полученного с использованием обработанной воды.

При этом значительная часть газа уже не используется тестом, а улетучивается, что и обуславливает интенсивное снижение технологической эффективности брожения теста как контрольного образца, так и исследуемых образцов. Так, например, при подъеме теста контрольного образца на 100 мл выделилось 1150 мл СО 2 , у образца, замешанного с обработанной воды, – 722,2 мл СО 2 .

Иначе говоря, эффективность брожения у опытных образцов почти в двое выше. На третий час брожения эффективность брожения у опытных образцов снижается, так как подъем теста замедляется, а скорость образования диоксида углерода по-прежнему нарастает.

Одним из наиболее важных показателей, характеризующих интенсивность брожения и

Таблица 1

Значения показателей, определяющих ТЭБ теста

Продол-житель-ность брожения, ч Количество выделившегося СО2, мл Подъем теста, мл Общее количество СО2, мл/час СО2, мл выделившегося на 100 мл теста Контроль Опытный образец Контроль Опытный образец Контроль Опытный образец Контроль Опытный образец 1 145 175 80 98 225 273 181 179 2 115 130 10 18 125 148 1150 722 3 115 100 10 10 125 110 1150 1000 Всего 375 405 100 126 475 531 2481 1901 готовность тестовой заготовки, является величина титруемой кислотности. Повышение титруемой кислотности пшеничного теста является достаточно хорошо известным фактом. Результаты исследования титруемой кислотности теста представлены на рис. 2.

У образца, полученного с использованием обработанной воды, спад интенсивности брожения менее выражен, чем у контрольного образца, что может быть вызвано активацией молочнокислых бактерий и растворением углекислого газа в жидкой фазе. Уже к 90 минутам брожения кислотность опытного образца составляет 3,2 град, что говорит о готовности теста, тогда как контрольный образец достигает этой величины лишь к 120 минутам. Через 180 минут можно отметить увеличение кислотности теста опытного образца в среднем на 0,9 град.

Полученные экспериментальные данные положительно сказались на качестве готовых изделий, о чем наглядно свидетельствуют результаты дегустационной оценки (рис. 3) и фотографии экспериментальных образцов (рис. 4).

Из результатов оценки можно выявить, что опытный образец, полученный с использованием обработанной воды, имеет суммар-

Рис. 2. Результаты исследования титруемой кислотности теста

Опытный образец

Контроль

О 5        10        15        20        25        30        35        40

• □    Внешний вид

• □    Цвет мякиша

• ■    Вкус

• ■    Окраска корок

• ■    Эластичность

• □    Разжевываемость

• □    Характер пористости

□Аромат

Рис. 3. Результаты дегустационной оценки с учетом коэффициентов весомости

Контроль Опытный образец

Контроль Опытный образец

Рис. 4. Внешний вид исследуемых образцов

ную оценку баллов значительно выше, чем у контрольного образца.

Для него можно отметить красивый внешний вид с правильной выпуклой коркой, визуально сразу определяется увеличение объема, по сравнению с контрольным образцом. Также необходимо отметить наличие хорошо развитой тонкостенной, равномерной пористости с порами правильной округлой формы. Мякиш опытного образца отличается повышенной мягкостью, эластичностью, хорошо распределяется в полости рта и быстро разжёвывается.

При расчете уровня качества опытный образец получил 92 % и был признан отличного качества, тогда как контрольный образец набрал 80 % и характеризовался хорошим уровнем качества. Несомненно, использование обработанной воды позволяет стабилизировать качество сырьевых компонентов, интенсифицировать процесс брожения, а на конечном этапе получить продукт более привлекательный для конечного потребителя.

Полученные органолептические данные хорошо коррелируют с результатами определения физико-химических показателей исследуемых образцов (табл. 2).

На основании результатов, представлен- ных в таблице, можно сказать, что кислотность опытного образца несколько выше, чем у контрольного, что может быть связано с интенсификацией процесса брожения тестовых заготовок и более интенсивным кислотонако-плением.

Влажность образцов практически одинаковая, так как при проведении эксперимента соблюдалась стандартная рецептура, а незначительное увеличение данного показателя у опытного образца можно объяснить более интенсивным развитием белковой матрицы в процессе тестоприготовления, что способствует удержанию влаги в процессе выпечки и в дальнейшем может снизить интенсивность протекания процесса черствения.

Также можно отметить значительное увеличение показателя «пористость» у опытного образца, причем ее качественные характеристики также имеют положительную динамику (тонкостенная, равномерная, эластичная). Увеличение показателя «удельный объем хлеба» первоначально было отмечено при дегустационной оценке исследуемых образцов. Удельный объем опытного образца увеличился почти на 8 %, что говорит о хорошо развитой белковой матрице, которая позволяет удержать накопившийся при брожении объем

Таблица 2

Влияние обработки воды на показатели качества хлеба

Наименование образца Кислотность, град Влажность, % Пористость, % Удельный объем, см3/100 г Контроль 2,5 ± 0,2 42,5 ± 1 73,0 ± 2 270 ± 2 Опытный образец 2,9 ± 0,2 43,2 ± 1 76,4 ± 2 290 ± 2 газа и получить изделия с отличными потребительскими характеристиками.

На основании вышесказанного можно отметить, что использование обработанной воды способствует не только ускорению созревания теста, но и повышению технологической эффективности брожения. В результате хлеб, полученный с использованием обработанной воды, обладает высокими потребительскими достоинствами. Математическая обработка полученных экспериментальных данных показала, что наиболее существенное влияние обработанная вода оказывает на удельный объем и пористость хлеба из пшеничной муки.

На основании проведенного эксперимента установлено, что использование обработанной воды способствует более быстрому набуханию крахмальных зерен и белка, в результате чего в тесте сразу после замеса возрастает количество осмотической и адсорбционной влаги, а перед разделкой увеличивается величина моноадсорбционного слоя. Увеличение количества связанной влаги в мякише хлеба с обработанной водой, особенно моно-адсорбционного слоя, препятствует агрегации его структурных элементов, что замедляет процессы черствение хлеба.