Влияние ионоозонированной воды на качество национальных хлебобулочных изделий

В статье приведены данные исследования влияния ионоозонированной воды на качество национальных хлебобулочных изделий.

В настоящее время большое внимание уделяется производству экологически чистым продуктам питания. Одной из важнейших задач, стоящих перед агропромышленным комплексом республики, является насыщение рынка качественными продовольственными товарами в соответствии с потребностями населения. Решение этой задачи в Казахстане зависит во многом от эффективности функционирования зернового хозяйства, уровень развития которого во многом определяет политическую и экономическую стабильнос- ть в республике, ее продовольственную безопасность.

Многие развитые и развивающиеся страны имеют в качестве приоритетных программ развитие нанонауки, нанотехнологии, наноинженерии.

Нанонаука изучает молекулы и структуры, а также взаимодействие между ними. Общее мнение большинства специалистов нанонауки можно определить как совокупность знаний о молекулах, структуре и особенностях поведения вещества в наномировом масштабе размеров, а нанотехнологию и нанотехнику - как искусство создавать и использовать объекты и структуры с характерными размерами в диапазоне от ато- марных до - 100 нм (хотя бы в одном из трех измерений) [1]. Такое определение фактически утверждает, что "нановладения" занимают промежуточную область между миром отдельных атомов и молекул, управляемыми квантовой механикой, и макромиром, хорошо описываемым в рамках различных континуальных теорий (упругости, гидро- и электродинамики и т.п.). Из общих соображений и простых оценок вытекает, что с уменьшением механическая и электрическая инерционность любого устройства падает, а её быстродействие растет, что является одним из многочисленных достоинств в нанотехнике [2]. В любой систематике нанотехники должна быть, по возможности учтена ее быстрая эволюция, как в целом, так и в отдельных её частях.

С технико-экономической позиции основные побудительные мотивы развития нанотехнологии и наноинженерии состоят в том, что с их помощью можно: радикально изменять свойства традиционных материалов, не меняя их биологического и химического состава; создавать принципиально новые классы материалов; использовать квантовые эффекты; уменьшать размеры изделий вплоть до атомарных с сохранением заданных или придания совершенно новых функций (одноэлектроника, спинтроника); эффективно использовать синтетические или существующие в природе наноструктуры (главным образом биологические); ставить и решать задачи, совершенно невозможные в рамках традиционных технологий; снижать ма-териало-, энерго- и трудоемкость, а также стоимость продукции, одновременно резко уменьшая загрязнение окружающей среды отходами производства.

Объекты и методы исследований

Ключевые материали и технологии всегда играли большую роль в истории цивилизации, определяя не только уровень развития производительных сил, но и во многом - социальный прогресс в обществе.

Свою роль в развитие нанотехнологии вносит и Казахстан, где с 2003 года исследования в этой области являются одними из приоритетных направлений программы фундаментальных исследований. В стране имеются научные коллективы, выполняющие подобные исследования и имеющие разработки в данной области.

Одним из главных направлений создания продуктов питания является сохранение и приумножение природной пищевой ценности исходного сырья при их производстве, особенно лечебно-профилактических продуктов, пользующихся массовым спросом – хлеб, крупяные, макаронные изделия, кисломолочные напитки и др., основой которых являются зерновые, бобовые, масличные культуры, сырье животного, растительного и минерального происхождения.

Известно, что зерновые культуры включают по своей природе огромное количество химических элементов, жизненно необходимых для человека, но технологии переработки сырья сильно влияют на остаточное их количество в готовых изделиях, а зачастую приводят к полному исчезновению. Поэтому новые возможности нанотехнологии позволят использовать свойства различных химических веществ анатомических частей зерновых, бобовых и масличных культур на атомном и молекулярном уровнях для разработки композитных наноструктурированных пищевых материалов для создания продуктов нового поколения повышенной пищевой ценности и качества.[3]

Развитием нанонауки, нанотехнологии и наноинженерии занимаются и научные работники Алматинского технологического университета; в стадии организации находится «Научно-исследовательская лаборатория инновационных пищевых и перерабатывающих производств» НИИ ПТ.

Сотрудниками лаборатории проведен ряд исследовательских работ по ионоозонной нанотехнологии и наноинженерии в пищевой промышленности, к примеру, исследования по ионоозонной обработке проросшего зерна.

Исследования теста из проросшего зерна при хлебопечении с применением ионоозонной нанотехнологии и наноинженерии показали, что аэробная технология пшеничного хлеба с аэрацией дрожжей и опары существенно улучшает качество готовой продукции. Следует считать, что и аэрация проросшего зерна с обработкой его по способу гидроионоозонирования с последующим добавлением обработанной массы в обычную муку приводит к существенному улучшению качества готового хлеба.

Рациональное применение достоинств ионоозонной технологии даёт не только экономический и экологический эффект, но и решает многие социально-общественные вопросы. К примеру, получение экологически чистого продукта питания и повышение урожайности продукции сельскохозяйственного производства, оздоровление окружающей среды и экологии человека, а также многое другое.

Озон и отрицательные ионы кислорода играют биологическое и физиологическое действие на развитие и жизнедеятельность всего живого, в том числе и человека, так как ионы кислорода - основа существования жизни на земле. Положительные же ионы имеют способность ингибировать вирусы, бактерии, споровые образования и другие, задерживающие течение физиологических и физикохимических процессов с подавлением их инфекционной активности.

Результаты и их обсуждение

Для исследования и приготовления национальных хлебобулочных изделий с применением нанотехнологии и наноинженерии рассмотрены следующие задачи:

• 1.    Получение ионоозонированной воды.

• 2.    Изучение влияния ионоозонированной воды на хлебопекарные свойства и качество получаемых национальных хлебобулочных изделий при традиционной технологии.

• 3.    Изучение хлебопекарных свойств и качества получаемых национальных хлебобулочных изделий при температуре ионоозонированной воды, равной температуре воды центрального водоснабжения.

Научная концепция работы рассматривает применение ионоозонированной воды по приготовлению безопасного для здоровья человека теста, а также повышение биологической ценности национальных хлебобулочных изделий.

Научная новизна определена результатами работ и включает следующее:

• -    использование ионоозонированной воды для улучшения хлебопекарных свойств национальных хлебобулочных изделий;

• -    использование нетрадиционного метода приготовления национальных хлебобулочных изделий, а именно холодной, ненагретой воды, равной температуре воды городского водоснабжения, как при традиционной технологии замеса теста.

Практическая ценность работы заключается в предложении более эффективного и экономического способа повышения качества национальных хлебобулочных изделий с применением ионоозонированной воды.

На кафедре «ТХ и ПП» Алматинского технологического университета проведены исследования по физико-химическому воздействию ионоозонированной воды при приготовлении теста и влиянию его на качество национальных хлебобулочных изделий.

С этой целью проводили лабораторные выпечки хлебобулочных изделий из муки пшеничной 1 сорта средней по хлебопекарным свойствам. Воду для приготовления теста применяли с концентрацией молекулярных ионов - 5000 ед/см3 и озона - 3 мг/дм3. В качестве контрольного образца взяли пробы теста, приготовленного традиционным способом, т.е. на обыкновенной питьевой воде. Исследуемый образец замешивали на ионоозонированной воде. Процесс приготовления теста безопарным способом осуществляли следующим образом: замес производили вручную до получения однородной массы. У замешенного теста измеряли температуру и помещали в расстойный шкаф. В расстойном шкафу поддерживали температуру 35-40оС, а относительную влажность воздуха при расстойке теста 75-80%. Брожение теста длилось 120 мин с двумя обминками через каждые 60 мин после начала брожения. Через 120 мин брожения у теста измеряли температуру, затем тесто массой 500 г разделяли на 10 долек, придавая им форму баурсаков. Выпечку хлеба проводили обжариванием в казане на основе растительного масла по традиционной технологии.

Качество проб выпеченного хлеба определяли через 12 ч после остывания [4].

В результате проведенных исследований в лабораторных условиях АТУ установлено, что:

• -    ионоозонная обработка воды оказывает положительное воздействие на свойства теста и качество хлеба опытных образцов;

• -    и сухость теста увели-чивается;

• -    объем национальных хлебобулочных изделий, пористость и формоустойчивость хлеба увеличивается.

Применение ионоозонированной воды не влияет на:

• -    влажность, кислотность полуфабриката и готового продукта;

• -    структуру, аромат теста.

Из проведенных исследований видно, что применение ионоозонированной воды в соответствии с таблицей 1 влияет на структурно-механические свойства теста; происходит укрепление клейковины. Объясняется это тем, что механизм действия ионоозонной смеси основан на образовании дополнительных -S=S- (дисульфидных связей) в клейковинных белковых цепях из сульфгидрильных групп –SH. Окислению подвергаются, в первую очередь, содержащие серу аминокислоты, которые входят в состав клейковины. Окисление двух соседних сероводородных (сульфгидрильных) групп ведёт к образованию дисульфидного мостика между различными молекулами клейковины или их отрезками, вследствие чего происходит укрепление структуры белка. Ионо- озонная смесь увеличивает образование дополнительных -S=S- (дисульфидных) связей, что приводит к упрочнению пространственной структуры белков клейковины, ее укреплению, увеличению объёма хлеба, повышению пористости, снижению расплывае-мости изделий. А также окисление ионоозонной смесью содержащихся в тесте каротиноидных и ксантофиловых пигментов вызывает посветление мякиша хлеба. Происходит сокращение технологического процесса брожения теста.

Таблица 1. Влияние ионоозонированной воды на качество готовых изделий

Показатели качества	Контроль	На ионоозонированной воде (традиционной технологии)	На ионоозонированной воде (нетрадиционной технологии)
Внешний вид	Правильной формы	Правильной формы	Правильной формы
Состояние корок	Без подрывов и трещин	Без подрывов и трещин	Без подрывов и трещин
Цвет корок	Золотистый	Золотистый	Золотистый
Поверхность	Гладкая	Гладкая	Гладкая
Эластичность мякиша	Эластичный	Эластичный	Эластичный
Цвет мякиша	Светлый	Светлый	Светлый
Пористость	Равномерная, тонкостенная, средняя	Равномерная, тонкостенная, средняя	Равномерная, тонкостенная, средняя
Влажность, %	35	34	32
Кислотность, град	2,7	2,6	2,6
Пористость, %	69,0	74,4	74,4
Масса хлеба (общая), кг	0,420	0,430	0,430
Объем хлеба (общий), мл	1150	1265	1260

Заключение