close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Композиции биологически активных веществ растительного и животного сырья в технологии хлеба и мучных кондитерских изделий

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Аушева Татьяна Анатольевна Шифр научной специальности: 05.18.07 - биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ Шифр второй научной специальности: 05.18.01 - технология обработки, хранения и переработки злаковых, б
На правах рукописи
АУШЕВА Татьяна Анатольевна
КОМПОЗИЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ
ХЛЕБА И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Специальность: 05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов и
биологически активных веществ
05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур,
крупяных продуктов, плодоовощной
продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Воронеж 2012
1
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
университет инженерных технологий» на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Пащенко Людмила Петровна
(ФГБОУ ВПО Воронежский государственный
университет инженерных технологий)
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Глотова Ирина Анатольевна
(ФГБОУ ВПО Воронежский государственный
аграрный университет им. императора Петра I)
кандидат технических наук
Никитин Игорь Алексеевич
(ФГБОУ ВПО Московский государственный
университет технологий и управления
имени К. Г. Разумовского)
Ведущая организация:
ГНУ Государственный научно-исследовательский институт хлебопекарной
промышленности Россельхозакадемии
Защита состоится «26» июня 2012 г. в 1200 ч на заседании совета по
защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.04 при ФГБОУ
ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, пр-т Революции, д. 19, а. 035.
Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой
печатью учреждения, просим присылать в адрес совета университета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского
государственного университета инженерных технологий.
Автореферат размещен в сети Интернет на официальном сайте
Министерства образования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru и на сайте
ФГБОУ ВПО ВГУИТ www.vsuet.ru «25» мая 2012 г.
Автореферат разослан «25» мая 2012 г.
Ученый секретарь совета
по защите докторских и кандидатских
диссертаций, д.б.н., профессор
2
Слободяник В.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Индустриализация и научно-технический прогресс
с точки зрения медицины и экологии оказывает негативное воздействие на организм человека. Нарастающий дефицит в рационе питания функциональных пищевых ингредиентов (ФПИ) способствует возникновению ряда заболеваний.
Для коррекции питания целесообразно использовать плоды и ягоды дикорастущих культур, сочетающие биологические активные вещества (БАВ) и минимальную энергетическую ценность, с сырьем животного происхождения.
К таким культурам относится рябина обыкновенная и боярышник
кроваво-красный. Для обоснования их применения в производстве пищевых продуктов требуется исследование их химического состава и БАВ,
влияния на технологический процесс, показателей качества, пищевой и
биологической ценности с учетом физиологических потребностей организма человека, безопасности и функциональности.
Рассматриваемая задача по созданию рецептур и технологий продуктов
питания функционального назначения с использованием новых источников
сырья является актуальной в современных условиях, имеет важное социальное и экономическое значение.
При использовании различных БАВ значительный вклад в создание
функциональных продуктов питания внесли ученые: Л. В. Антипова, О. В.
Афанасьева, Л. В. Голубева, Г. Ф. Дремучева, Г. Г. Дубцов, А. П. Косован,
М. Н. Костюченко, А. А. Кочеткова, Л. И. Кузнецова, Г. О. Магомедов,
И. В. Матвеева, Л. П. Пащенко, В. А. Тутельян, Т. Б. Цыганова, Л. Н. Шатнюк и др. Однако, эта насущная проблема все еще не решена.
Исследования выполнены в рамках НИР кафедры ТХМКП ФГБОУ ВПО
ВГУИТ «Разработка энерго-, ресурсосберегающих и экологически чистых
технологий переработки сельскохозяйственного сырья в конкурентоспособные
хлебобулочные, кондитерские и макаронные функциональные продукты на
основе медико-биологических воззрений» № г.р. 01201253868 (2011–2015 гг.).
Цель работы: создание и реализация биологически активных композиций, состоящих из сушеных плодов растительного и источников
животного сырья в технологиях пищевых продуктов.
Задачи диссертационного исследования:
- обоснование выбора источников БАВ для хлеба и МКИ: порошков из
плодов дикорастущих рябины обыкновенной (ПДР) и боярышника кровавокрасного (ПДБ), альбуминного молока (альбумола), порошка из виноградных
косточек (ПКВ), животного пищевого костного жира (ЖПКЖ), натурального
цветочного меда (НЦМ) и пищевой добавки лизин гидрохлорида;
- обобщение информации о свойствах исследуемых БАВ и их влиянии
на медико-физиологические функции организма человека; создание композиций БАВ для разных видов продуктов;
3
- определение зависимости технологических свойств дрожжевого пшеничного теста, заварного пряничного и бисквитного полуфабрикатов, показателей качества готовых продуктов, степени перевариваемости «in vitro», развития живого организма «in vivo» от состава композиции БАВ;
- разработка продуктов нового поколения, определение их соответствия функциональным продуктам питания;
- разработка проектов НД, промышленная апробация новых изделий, оценка социальной и экономической эффективности разработок.
Научные положения, выносимые на защиту:
- новая жизнеобеспечивающая система композиций в роли поставщика
биологически активных и дефицитных в питании человека веществ;
- оценка созданных композиций БАВ с позиций регулирования жизненно
важными процессами жизнедеятельности человека;
- композиции БАВ в рецептурах и технологиях продуктов нового поколения.
Научная новизна. Обоснован выбор дикорастущих плодов рябины
обыкновенной и боярышника кроваво-красного как источников БАВ, оценен их биогенный потенциал, определены полифункциональные свойства.
Создан информационный банк данных медико-физиологических свойств
обогащающих веществ, принятых в исследовании – ПДР, ПДБ, альбумола,
ПКВ, ЖПКЖ, НЦМ и лизин гидрохлорида; доказана эффективность их
применения в составе композиций для получения различных продуктов (на
примере сдобного хлеба, заварных пряников и бисквита). Определены
функционально-технологические свойства нового сырья и его роль в технологическом процессе. Установлены закономерности изменения технологических свойств полуфабрикатов, показателей качества изделий в зависимости от состава композиции и вида вырабатываемых изделий.
Практическая значимость. Разработана схема получения порошкообразных продуктов, обеспечивающая сохранность БАВ – антиоксидантов, каротиноидов, токоферолов, аскорбиновой кислоты, Р-активных
веществ, витаминов, полифенолов и др.
Созданы рецептуры и усовершенствованы технологии хлеба и МКИ. Проведена их промышленная апробация на ОАО «Хлебозавод № 2» (г. Воронеж). Созданы изделия: сдобный хлеб «Гармония» (заявка на патент № 2011110838/13 от
23.03.2011 г.) и «Айвенго» (заявка на патент № 2011113185/13 от 05.04.2011 г.);
заварные пряники «Рябиновый вальс» (заявка на патент № 2012120421/13 от
18.05.2012 г.); бисквит «Гроздья рябины» (заявка на патент № 2012120422/13 от
18.05.2012 г.). На новые изделия разработаны проекты НД.
Социальный эффект разработок – расширение ассортимента сдобного хлеба и МКИ улучшенного качества и повышенной БЦ, снижение дефицита эссенциальных ингредиентов в них, предупреждение риска возникновения заболеваний жизненно важных органов и профилактика хронических заболеваний.
4
Экономический эффект составил в среднем 0,3–0,7 тыс. руб./т.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 3, 5, 10 и 13 паспорта специальности 05.18.07 «Биотехнология пищевых продуктов и биологически активных веществ» и п. 2, 3, 5 и 6 паспорта специальности 05.18.01 «Технология
обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных
продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной
работы обсуждены на всероссийских и международных конференциях с публикацией тезисов объемом 1,76 п.л., в которых вклад соискателя составил 0,85 п.л.
Разработки экспонировались на выставках и награждены 6 дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе
3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 10 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
введения, пяти глав, три из которых посвящены экспериментальной части, выводов, списка использованных источников, приложений и представлена на 180 стр. основного текста, в 52 табл., 62 рис. Библиография
включает 180 наименований, в том числе 5 иностранных источников.
Приложения к диссертации изложено на 49 страницах.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Обоснована актуальность темы, определены цели и задачи
теоретических и экспериментальных исследований.
Глава 1. Функциональные ингредиенты в продуктах питания – путь
к оздоровлению. Рассмотрен ряд проблем по обеспечению населения полноценными продуктами питания. Освещены пути решения одной из проблем на основе современной науки о питании с учетом экологической ситуации и нарастающего влияния техногенной нагрузки. Основная роль в
улучшении рациона питания населения принадлежит ФПИ, к которым относятся плоды дикорастущих растений и сырье животного происхождения,
в том числе вторичное. Приведена краткая характеристика ФПИ пищевого
сырья с позиций физиологической регуляции жизненно важных функций
человека. Проведен анализ ряда технологий с ФПИ.
Глава 2. Сырье и методы исследования. Схема исследований – рис. 1. В
исследованиях применяли: муку пшеничную хлебопекарную высшего и первого сортов – ГОСТ Р 52189–2003; дрожжи хлебопекарные прессованные – ГОСТ
171–81; соль поваренную пищевую – ГОСТ Р 51574–2000; сахар-песок – ГОСТ
21–94; маргарин сливочный, маргарин «Пышка» – ГОСТ Р 52178–2003, яйца
куриные пищевые – ГОСТ 27583–88; крахмал картофельный – ГОСТ 7699–78;
патоку крахмальную – ГОСТ Р 52060–2003; смесь пектиновую № 1 – ТУ 9199004-22276441-04; ЖПКЖ – ГОСТ 25292–82; альбумол – ТУ 10.01.12.24–88;
сушеные плоды дикорастущей рябины обыкновенной – ГОСТ 6714–74; суше5
ные плоды дикорастущего боярышника – ГОСТ 3852–93; ПКВ – ТУ МД 67–
40131255–001:2005; сухую пшеничную клейковину (СПК) – сертификат РФ
ОСТ 10–213–97; НЦМ – ГОСТ 19792–2001; лизин гидрохлорид – ТУ 9291-00151711263-02; мед искусственный – ТУ 9163–001–62269824–2000; пекарский
порошок «ИГЛ» – ТУ 9199–0880–18457800–00; корицу – ГОСТ 29049–91; воду
питьевую – СанПиН 2.1.4.1074–01; ароматизатор – ГОСТ Р 52177–2003.
Рис. 1. Схема экспериментальных исследований
Исследования проводили в условиях НИЛ ФБГОУ ВПО ВГУИТ кафедр:
ТХМКП, ПБиПЖРС, микробиологии и биохимии; «Центра стратегического
развития научных исследований» ВГУИТ; ВГАУ им. императора Петра I –
кафедры технологии переработки растениеводческой продукции; лаборатории
ВНИИ комбикормовой промышленности; Воронежского института ГПС МЧС
России – кафедры общенаучных и естественных дисциплин; ветеринарной
6
клиники ООО «Здоровье Животных»; Орехово-Зуевского филиала ФГУ
«Менделеевский центр стандартизации, метрологии и сертификации».
В работе применяли общепринятые и специальные методы исследований
сырья, полуфабрикатов, хлебобулочных и МКИ. Химический состав объектов
определяли по НД; гранулометрический состав порошкообразного сырья – на
гранулометре ГИУ-1; состав аминокислот – на аминокислотном анализаторе
ААА Т-339; рН – потенциометрическим методом; углеводные и липидные
компоненты – высокоэффективной жидкостной и газожидкостной хроматографией соответственно; микроэлементы – по ГОСТ Р 51637-2000, ГОСТ
27995-88 и МУК 4/1/033-95; функционально-технологические свойства – по
известным методикам; антиоксидантную активность – на приборе «ЦветЯуза-01-АА». Биологическую безопасность – экспрес-биотестом на культуре
Paramecium caudatum; радионуклиды – по МУК 2.6.1.1194-03; токсикологическую оценку – на лабораторных животных; микроструктуру хлебопекарных и
бисквитных полуфабрикатов – на микроскопе Миктрон-400 М; перевариваемость белков – методом Покровского-Ертанова; аромат изделий – методом
пьезокварцевого микровзвешивания; микробиологическую безопасность – по
СанПиН 2.3.2.1078-01. Дозировки нового сырья вводимого в традиционные
рецептуры определяли с помощью центрального композиционного ротатабельного униформпланирования (ЦКРП).
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Глава 3. Обоснование выбора сырьевых источников БАВ, их функциональные свойства. ПДБ – порошок из сушеных плодов дикорастущего боярышника кроваво-красного, обладающий кардиотоническим, диуретическим, спазмолитическим, антиканцерогенным и др. свойствами. Химический состав, %: вода –
10,0; белки – 2,3; общие сахара – 30,2; крахмал – 7,1; ПВ – 31,0; липиды – 2,1, зола –
2,5; БАВ, содержащиеся в ПДБ, %: пектиновые вещества – 9,7; флавоноиды – 4,1;
ацетилхолин; органические – 1,0 и тритерпеновые кислоты; биогенные элементы –
2,5 (К, Nа, Са, Мg, Р, Мn, Fe, Zn, Co, Cr, Al, Cu, Se, Ni, I, B); витамины – В1, В2, В3,
В5, С, Р, холин, Е и β-каротин; фитостерины; гликозиды.
ПДР – порошок из сушеных плодов дикорастущей рябины обыкновенной, проявляющий противоаллергенное, бактерицидное, кровеостанавливающее, антиоксидантное и др. действия. Химический состав, %: вода – 11,9; белки – 2,1; общие сахара – 31,5; крахмал – 2,3; ПВ – 12,2; липиды – 0,4, зола –
1,6; БАВ, содержащиеся в ПДР: пектиновые вещества – 3,6; флавоноиды – 3,2;
органические кислоты – 3,9; биогенные элементы – К, Nа, Са, Мg, Р, Мn, Fe;
витамины – В1, В2, В6, С, Р, Е и β-каротин.
Оценивали безопасность и биоактивность ПДБ и ПДР на тест-культуре
Р. caudatum. Они индифферентны к инфузориям, стимулируют размножение
и жизнеспособность клеток. Микробное число ПДБ и ПДР составляет 27·102
и 42·102 КОЕ/г соответственно, что значительно меньше допустимого по
7
СанПиН 2.3.2.1078-01 (1·104 КОЕ/г). Гранулометрический состав незначительно отличался от пшеничной муки высшего сорта. Функциональнотехнологические свойства порошков: ВСС – 6,1 и 5,7 г воды/г продукта,
ЖСС – 50 и 43 % и ПС – 149 и 132 % соответственно.
Альбумол – биологически активный продукт, накапливающийся как
остаточный при производстве лактозы из сыворотки. Он оказывает иммуномодулирующие, антиатеросклеротические, антитоксические и др. действия. БЦ
альбумола обусловлена полноценными белками (N·6,38) – 2,92±0,12; лактозой
– 4,33±0,06; молочным жиром – 0,23±0,03 %; минеральными веществами –
0,49±0,03; витаминами; ферментами и др. Вкус и запах аналогичны молочной
сыворотке; цвет – белый с желтоватым оттенком, кислотность – не более 60
град; массовая доля влаги – не более 92 %; плотность – 1027 кг/м3.
ПКВ – порошок из жмыха виноградных косточек, проявляющий антихолестеринные, тонизирующие, антимикробные и др. свойства. Содержит,
%: белки – 0,1–0,9; жирное масло – до 20,0; минеральные вещества (Р, К, Fe,
Ca и др.) – 0,3–1,5; дубильные вещества – 2,0–8,0; лецитин; ванилин; уксусную кислоту; мощный антиоксидантный комплекс (олигомерные проантоцианидины), устойчивый к нагреванию.
ЖПКЖ – биологически активный жировой продукт, отличающийся наличием ПНЖК, лецитина (0,13–0,18 %) и отсутствием транс-изомеров. Проявляет
антиатерогенное, антиатеросклеротическое, липотропное и др. действия.
НЦМ – это ценный источник биогенных элементов. Он обладает антибактерицидным, антидиабетическим, антифунгицидным и др. свойствами. В меде
содержится: вода 15–21 %, витамины, мкг: В1 – 4–6; В2 – 20–60; В3 – 20–110; В6 –
8–320; В5 – 110–360; Н – 380; РР – 310; Е – 1000; С – 30000; минеральные вещества (Ca, P, Mg, Na, K, J, Zn, Cu, Fe, Co и др.); ферменты; аминокислоты; органические (глюконовая, яблочная др.) и неорганические кислот (фосфорная и соляная).
Лизин гидрохлорид – пищевая добавка, обогащающая изделия лизином.
Лизин участвует в метаболизме мозга и костной ткани, вместе с аргинином оказывает антихолестериновый эффект, обеспечивает усвоение кальция, участвует
в образовании коллагена и выработке антител, гормонов и ферментов.
Функциональные свойства сырья обусловлены свойствами БАВ, входящих в их состав. Витамины регулируют обмен веществ в тканях, повышают
работоспособность, увеличивают сопротивляемость организма к воздействию
болезнетворных факторов. Биогенные элементы участвуют в основных окислительно-восстановительных реакциях, различного рода обменных процессах
– белковом, углеводном, витаминном и минеральном, регулируют проницаемость клеточных мембран. Органические кислоты оказывают выраженное
влияние на деятельность ЖКТ, стимулируют секрецию пищеварительных соков, благотворно влияют на двигательную активность кишечника. Клетчатка
стимулирует двигательную активность ЖКТ, нормализует жизнедеятельность
8
Накопление
тирозина, мкг/см3
полезных для организма бактерий кишечника. Пектиновые вещества обезвреживают и выводят из организма ядовитые и радиоактивные вещества, благотворно влияют на микрофлору кишечника.
Глава 4. Композиции биологически активных веществ в технологии сдобного хлеба нового поколения. Композиция ПДБ+ЖПКЖ на примере сдобного хлеба «Гармония». При создании сдобного хлеба «Гармония» выбор рациональных дозировок осуществлен с помощью ЦКРП. Основными факторами выбраны: Х1 –дозировка ПДБ, % к массе муки; Х2 –
ЖПКЖ, % к массе муки. За критерий оценки приняли пористость изделий
У1, % и удельный объем У2, см3/100 г. При статистической обработке получены уравнения регрессии:
Y1 = 357,83 – 6,38X1 + 0,65X2 – 0,75X1X2 – 6,14X12 – 3,93X22 ,
(1)
Y2 = 74,00 + 2,57X1 + Х1X2 – 3,17X12 – 1,04X22.
(2)
В результате расчетов определены дозировки, %: ПДБ – 10, ЖПКЖ – 7.
Особенность технологии: тесто готовили безопарно. Предварительно
ПДБ смешивали с водой (гидромодуль 1:3), в полученную смесь вносили
25 % пшеничной муки и дрожжи хлебопекарные прессованные. Смесь
выдерживали при 34–35 оС в течение 60 мин. СПК в дозировке 1,2 %
смешивали с оставшейся мукой, вносили остальные компоненты по рецептуре и замешивали тесто, при этом ЖПКЖ вводили в виде эмульсии
(гидромодуль 1:2), получение которой обеспечивал содержащийся в нем
лецитин. Далее – по традиционной технологии.
Бродильная активность теста после 60 мин брожения улучшалась в 2 раза,
объем СО2 в контрольной пробе за 90 мин брожения составил – 220 см3, а в
опытной это значение достигалось за 60 мин; кислотность теста 3 град накапливалась за 90 и 60 мин соответственно. Продолжительность брожения опытного
теста сокращена на 30 мин. Эффективная вязкость теста несколько увеличивалась, что положительно отражалось на его свойствах при разделке.
Хлеб «Гармония» удовлетворяет суточную потребность в ПВ, калии, магнии,
селене, фосфоре, витаминах В1, В2, Е, Р и β-каротине на 15 % и более; улучшены
органолептические и физико-химические показатели: по пористости на 10,3 %,
удельному объему – на 10,4 %, аромату – в 2,5 раза. Антиоксидантная активность
нового изделия увеличилась в 2 раза. Графические зависимости перевариваемости
белков хлеба системой пепсин-трипсин
Пепсин
Трипсин
свидетельствуют о некотором улучшении их усвояемости (рис. 2).
Безопасность продукта доказана
«in vivо» на белых крысах. Анализ
крови свидетельствовал, что все покаПродолжительность гидролиза, ч
затели не превышали нормы.
Рис. 2. Перевариваемость белков: 1 – хлеб с
Сдобный хлеб «Гармония» отбоярышником, 2 – хлеб «Гармония»
9
вечает требования, предъявляемым к продуктам питания функционального
назначения, так как медико-физиологические свойства добавляемой композиции привнесены в новый продукт.
Композиция ПДР+ЖПКЖ+Альбумол на примере сдобного хлеба
«Айвенго». В рецептуре хлеба предусматривали ЖПКЖ вместо маргарина,
уменьшение доли клейковины пшеничной муки за счет введения ПДР восполняли СПК (табл. 1). Применение альбумола в новом изделии обусловлено дефицитом легко усвояемых полноценных белков, органических кислот – молочной, уксусной, ряда биогенных элементов.
Таблица 1 – Рецептуры контрольной и опытных проб
Наименование сырья
Мука пшеничная хлебопекарная высший сорт
Дрожжи прессованные хлебопекарные
Сахар-песок
Маргарин
ЖПКЖ
Соль поваренная пищевая
Альбумол
СПК
ПДР
Вода
Расход сырья, кг
Хлеб сдобный
Хлеб сдобный
в упаковке (контроль)
«Айвенго» (опыт)
100,00
100,00
2,00
3,00
10,00
10,00
8,00
7,00
1,50
1,50
6,00
2,00
8,00
по расчету
по расчету
Особенность технологии: готовили смесь
из 25 % муки, ПДР, альбумола, дрожжей и выдерживали для ферментации при 34–35 оС в течение 60 мин, после чего замешивали тесто из
остальных компонентов, при этом предварительно СПК смешивали с оставшимся количеством муки, а ЖПКЖ вносили в виде эмульсии.
Рис. 3. Внешний вид: 1 – хлеб сдобный
Далее по традиционной технологии.
в упаковке; 2 – хлеб «Айвенго»
Внешний вид изделий представлен на рис. 3. Суточная потребность человека в питательных веществах благодаря хлебу «Айвенго» в Са, Р, Mg, Fе,
витаминах В1, В2, Е, С, β-каротине и Р удовлетворяется на 15 % и более. В
изделии увеличена доля белка. Продукт отличался насыщенным цветом и
ароматом; другие показатели соответствовали контролю. Композиция БАВ в
хлебе обеспечивает ему свои медико-физиологические свойства.
Глава 5. Композиции биологически активных веществ в технологии заварных пряников и бисквита нового поколения. Композиция ПДР+ПКВ+НЦМ
на примере заварных пряников «Рябиновый вальс». За контроль приняли рецептуру пряников «Дорожные». Коррекцию рецептуры проводили за счет внесения
композиции и замены маргарина сливочного, содержащего транс-изомеры жирных кислот, на маргарин «Пышка», не содержащий их.
10
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
2
1
y1 = 0,0022x1 + 0,0082
y2= 0,0024x2 + 0,009
0
а)
10 20 30 40 50 60 70 80
Нагрузка, Н
Эффективная
вязкость η·103, Па*с
Пластическая
прочность, МПа
Дозировка новых рецептурных компонентов в композиции, %: ПДР – 20,
ПКВ – 15, НЦМ и маргарин «Пышка» – 100 %-ная замена сырья в традиционной
рецептуре – меда искусственного и маргарина сливочного.
Особенности технологии пряников «Рябиновый вальс»: приготовление
сухой смеси из муки, ПДР и ПКВ; приготовление заварки из этой смеси и
внесение в охлажденную обогащенную заварку НЦМ, маргарина «Пышка» и
др. рецептурных компонентов.
Пластическая прочность и вязкость опытной пробы теста (рис. 4 а) практически не изменялась, т.е. новые компоненты не будут влиять на формоудерживающую способность теста при формовании и выпечке (рис. 4 б). Адгезионная
прочность опытной пробы идентична значениям контрольной.
б)
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
y1 = -0,0653x1 + 1,4318
y2 = -0,0687x2 + 1,4834
2
1
170 180 200 220 240 260 280 300
Напряжение сдвига, Па
Рис. 4. Зависимость пластической прочности пряничного теста от нагрузки (а), эффективной вязкости от
напряжения сдвига (б): 1 – контроль (пряники «Дорожные»); 2 – опыт (пряники «Рябиновый вальс»)
Исследования реологических свойств пряничного теста с композицией
ПДР+ПКВ+НЦМ доказывают, что введение новых ингредиентов не требует изменений в технологии пряников.
Внешний вид заварных пряников представлен на рис. 5. «Рябиновый вальс» обладает улучшенными
показателями качества по сравне1
2
нию с контролем: пряники имели
Рис. 5. Внешний вид заварных пряников:
1 – «Дорожные»; 2 – «Рябиновый вальс»
правильную форму, разрыхленный
мякиш с равномерной пористостью шоколадного цвета с выраженным приятным фруктовым вкусом и ароматом. Удельный объем увеличился на 4,7 %,
намокаемость – на 16,9 %, а плотность снизилась на 7,1 %. Улучшение показателей обусловлено структурно-механическими особенностями вносимых добавок, в частности, ПДР, ПКВ и НЦМ. С их внесением в тесто доля газовой
фазы в нем увеличивается из-за большей скважистости порошков по сравнению с пшеничной мукой и способности ферментов меда вступать в окислительно-восстановительные реакции с образованием активного кислорода.
Микроструктура проб теста подтверждает наше заключение, так как мельчайших газовых каверн в полуфабрикате значительно больше, чем в контроле.
При выпечке в разрыхлении опытных проб участвуют кроме разрыхлителя
«ИГЛ» захваченный с порошками воздух и О2, выделяемый ферментами меда.
11
Новые заварные пряники «Рябиновый вальс» для функционального
питания, удовлетворяют суточную потребность в ПВ, магнии, витаминах
В1, В2, Е, Р и β-каротине на 15 % и более; их органолептические и физикохимические показатели улучшаются, снижается энергетическая ценность
на 0,8 %; пищевая ценность увеличивается.
Безопасность заварных пряников подтверждена микробиологическими
исследованиями. Новые пряники имеют более выраженный аромат (табл. 2).
Таблица 2 – Площади визуальных отпечатков матрицы пряников
Продолжительность
хранения, сут
4
24
36
Площадь визуальных отпечатков заварных пряников, S, усл. ед.
«Дорожные» (контроль)
«Рябиновый вальс» (опыт)
118,0
139,0
96,3
129,1
51,8
87,3
Пряники «Рябиновый вальс» обладают антиоксидантной активностью,
превышающую контроль на 33 %, повышенной усвояемостью – на 8 %.
Введение композиции ПДР+ПКВ+НЦМ решает проблему дефицита
ряда эссенциальных веществ в заварных пряниках и оказывает медикофизиологическое воздействие на организм человека, присущие данной
композиции: геродиетическое, противоаллергическое, антиоксидантное,
противовоспалительное, антидиабетическое и др.
Пряники «Рябиновый вальс» удовлетворяют требованиям, предъявляемым к продуктам питания функционального назначения, и рекомендуются
для профилактического употребления.
Композиция ПДР+Лизин гидрохлорид на примере бисквита «Гроздья
рябины». Традиционная рецептура бисквита № 1, принятая за контроль,
не отвечает требованиям здорового питания, так как пересыщена углеводами, сахаром и крахмалом, дефицитна по ПВ, витаминам, антиоксидантам, минеральным веществам, эссенциальным аминокислотам, в частности, по лизину. В традиционную рецептуру включали композицию БАВ,
состоящую из ПДР+Лизин гидрохлорид.
Особенность технологии: в яично-сахарную массу перед взбиванием
вносили ПДР, обеспечивая рН смеси 5,5, при котором яичный белок обладает
максимальной пенообразующей способностью. Растворимый пектин ПДР,
препятствует синерезису взбитой пены, повышая её устойчивость.
Характеристики взбитых масс, содержащих разные дозировки ПДР взамен
картофельного крахмала (от 10 до 20 % к массе крахмала), приведены в табл. 3.
Улучшение физических характеристик взбивных масс достигается при
дозировке ПДР до 15 %. Положительное влияние ПДР на процесс стабилизации пен обусловлено наличием водорастворимых пектиновых веществ,
увеличивающих вязкость жидкой фазы и уменьшающих долю свободной
воды, что затрудняет коалесценцию пузырьков воздуха и осаждение пены.
12
Микроскопированием проб взбитых масс выявлено, что при дозировке
15 % ПДР дисперсность пены увеличивалась, при этом содержание больших
и средних пузырьков воздуха размером более 15 мкм уменьшалось, а малых
размером до 15 мкм – увеличивалось. Наилучшими характеристиками обладали взбитые яично-сахарные массы с 15 %-ной заменой крахмала картофельного
на ПДР. Плотность бисквитного теста с 15 % ПДР снизилась на 6 %, удельный
объем воздушной фазы увеличился на 17,4 %. Удельный объем бисквита увеличился на 6 %, а пористость – на 8 %.
Таблица 3 – Влияние дозировки ПДР на свойства взбитых пенообразных масс
Наименование
показателей
Показатели качества взбитых яично-сахарных масс
Пробы с заменой крахмала
картофельного на соответствуюПроба 1
щее количество ПДР, %
(контроль)
Проба 2
Проба 3
Проба 4
10
15
20
336,5
334,4/(-0,6*) 332,1/(-1,3) 332,0/(-1,3)
57,2
57,4
59,4
59,0
7,0
8,0
9,0
8,5
Плотность, кг/м3
Удельный объём воздушной фазы, %
Начало расслоения, мин
Доля отстоявшейся жидкости через 3 ч
18,5
18,0
17,4
17,8
после взбивания, %
*- в знаменателе показано уменьшение плотности, % по сравнению с пробой 1
Отличия в технологии опытных проб заключались в том, что в меланж с сахаром перед взбиванием вносили 15 % ПДР взамен части крахмала картофельного
и 0,2 % лизин гидрохлорида к массе муки в тесте (дозировка установлена ранее).
Опытный бисквит «Гроздья рябины» превосходит контроль по органолептическим и физико-химическим показателям. Внешний вид изделий представлен на рис. 6.
Бисквиты «Гроздья
рябины» отли1
2
1
2
чались гладкой поа)
б)
Рис. 6. Внешний вид (а) и состояние пористости (б): 1 – бисквит № 1; верхностью, равно2 – бисквит «Гроздья рябины»
мерной пористостью, шоколадным цветом мякиша и фруктовым вкусом и ароматом.
Бисквит «Гроздья рябины» удовлетворяет суточную потребность в некоторых эссенциальных веществах на 15 % и более, имеет более низкую энергетическую ценность – на 3 %, улучшенный состав по лизину.
Микробиологические показатели качества бисквита «Гроздья рябины»
через 8 ч после выпечки свидетельствовали о том, что число мезофильных
аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в пробах значительно ниже максимально допустимого уровня, установленного требованиями СанПиН 2.3.2.1078–01 – 3,2·102 КОЕ/г продукта.
Новый бисквит «Гроздья рябины» обладает полифункциональными
свойствами вносимой композиции.
13
ВЫВОДЫ
1. Обоснован выбор источников БАВ: порошков из плодов дикорастущих
боярышника и рябины, альбумола, порошка косточек винограда, животного
пищевого костного жира, натурального цветочного меда и лизин гидрохлорида.
2. Обобщена информация о свойствах исследуемых БАВ и установлено
их влияние на медико-физиологические функции организма человека; созданы композиции БАВ для различных видов изделий: ПДБ+ЖПКЖ (сдобный
хлеб «Гармония»); ПДР+ЖПКЖ+Альбумол (сдобный хлеб «Айвенго»);
ПДР+ПКВ+НЦМ (заварные пряники «Рябиновый вальс»); ПДР+Лизин гидролорид (бисквит «Гроздья рябины»).
3. Установлена зависимость технологических свойств дрожжевого пшеничного теста, заварного пряничного и бисквитного полуфабрикатов, показателей качества готовых продуктов, степени перевариваемости «in vitro», развития живого организма «in vivo» от состава композиции БАВ. Газо- и кислотообразование в дрожжевом тесте интенсифицируется, период брожения сокращается на 30 мин, затраты на брожение – на 0,3 %; полуфабрикаты МКИ по
реологическим свойствам соответствуют контрольным пробам.
4. Разработаны продукты нового поколения: сдобный хлеб «Гармония»
и «Айвенго», заварные пряники «Рябиновый вальс» и бисквит «Гроздья рябины». Усовершенствованы их технологии. Изделия соответствуют продуктам питания функционального назначения по показателям качества,
степени удовлетворения суточной потребности в дефицитных нутриентах на 15 % и более, биологической безопасности.
5. Разработаны проекты НД, проведена промышленная апробация технологий созданных изделий на ОАО «Хлебозавод № 2» (г. Воронеж); социальная эффективность разработок – снижение дефицитных нутриентов в
питании, предупреждение риска возникновения и профилактика заболеваний; расчетная экономическая эффективность составляет 0,3–0,7 тыс. руб./т.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Пащенко, Л. П. Сдобный хлеб «Гармония» – хлеб для здорового питания
[Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, А. В. Рязанцев, О. А. Лукинова // Вестник
ВГТА. – 2011. – № 3. – С. 71–74 (0,25 п.л., доля соискателя 0,10 п.л.).
2. Пащенко, Л. П. Лекарственные растения ЦЧР в функциональном питании и профилактике здоровья [Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, И. В. Сергиенко, Е. Е. Курчаева // Вестник ВГТА. – 2011. – № 3. – С. 45–48 (0,25 п.л.,
доля соискателя 0,10 п.л.).
3. Пащенко, Л. П. Биологически активные вещества в хлебобулочных изделиях [Текст] / Л. П. Пащенко, В. Л. Пащенко, Т. А. Аушева // Вестник ВГТА. –
2012. – № 2. – С. 73–75 (0,25 п.л., доля соискателя 0,08 п.л.).
14
Статьи и материалы конференций
1. Пащенко, Л. П. Сдобный хлеб «Гармония» – новый продукт для здорового питания [Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, Д. В. Борисенко // Международная научно-практическая конференция «Современные достижения в производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции». – Воронеж,
24 марта–10 мая 2011 г. – С. 36–39 (0,25 п.л., доля соискателя 0,10 п.л.).
2. Пащенко, Л. П. Новый функциональный продукт – хлеб «Айвенго»
[Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, Д. В. Борисенко // Международная научно-практическая конференция «Современные достижения в производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции». – Воронеж, 24 марта–
10 мая 2011 г. – С. 39–42 (0,19 п.л., доля соискателя 0,07 п.л.).
3. Пащенко, Л. П. Хлебобулочное изделие «Гармония» – новый функциональный продукт питания [Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, А. В. Рязанцев
// Международная научно-практическая конференция «Состояние, проблемы и
перспективы производства и переработки сельскохозяйственной продукции». –
Уфа, 29–30 марта 2011 г. – С. 313–316 (0,13 п.л., доля соискателя 0,05 п.л.).
4. Пащенко, Л. П. Функциональный продукт – сдобный хлеб «Айвенго»
[Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, О. Ю. Носкова // Международная научнопрактическая конференция «Состояние, проблемы и перспективы производства
и переработки сельскохозяйственной продукции». – Уфа, 29–30 марта 2011 г. –
С. 309–312 (0,09 п.л., доля соискателя 0,04 п.л.).
5. Пащенко, Л. П. Функциональный продукт – хлеб «Айвенго» с порошком
красноплодной рябины [Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, Д. В. Борисенко,
О. Ю. Носкова // 4-ая Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых с Международным участием «Технологии и
оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности». –
Бийск, 27–29 апреля 2011 г. – С. 334–337 (0,25 п.л., доля соискателя 0,10 п.л.).
6. Аушева, Т. А. Новый вид натурального животного жира [Текст] / Т. А.
Аушева, Д. В. Борисенко, А. А. Горлова, Е. Н. Супонев, Е. С. Масляник, Г. В.
Колосова // 4-ая Всероссийская научно-практическая конференция студентов,
аспирантов и молодых ученых с Международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности». –
Бийск, 27–29 апреля 2011 г. – С. 338–340 (0,19 п.л., доля соискателя 0,09 п.л.).
7. Пащенко, Л. П. Хлеб «Гармония» – новый продукт для здорового питания [Текст] / Л. П. Пащенко, Т. А. Аушева, Д. В. Борисенко, А. В. Рязанцев
// 4-ая Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых с Международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности». –
Бийск, 27–29 апреля 2011 г. – С. 374–378 (0,28 п.л., доля соискателя 0,10 п.л.).
8. Пащенко, Л. П. Новое хлебобулочное изделие «Гармония» [Текст] / Л. П.
Пащенко, Т. А. Аушева, Д. В. Борисенко // Международная научно-техническая
15
конференция «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и
продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития». – Воронеж, 14–
16 декабря 2011 г. – С. 330–334 (0,13 п.л., доля соискателя 0,05 п.л.).
9. Аушева, Т. А. Заварные пряники для функционального питания [Текст] / Т.
А. Аушева // XIII Всероссийская заочная научно-практическая конференция
«Современное хлебопекарное производство: перспективы развития». – Екатеринбург, 12 апреля 2012 г. – С. 186–188 (0,19 п.л., доля соискателя 0,19 п.л.).
10. Аушева, Т. А. Заварные пряники «Рябиновый вальс» [Текст] / Т. А. Аушева // Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Пищевые продукты и здоровье человека». – Кемерово, 24 апреля 2012 г. –
С. 84–85 (0,06 п.л., доля соискателя 0,06 п.л.).
Сокращения, принятые в работе
БАВ – биологически активное вещество
БЦ – биологическая ценность
ВГАУ – Воронежский государственный
аграрный университет им. Петра I
ВГУИТ – Воронежский государственный
университет инженерных технологий
ВСС – влагосязывающая способность
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
ЖПКЖ – животный пищевой костный жир
ЖСС – жиросвязывающая способность
МКИ – мучные кондитерские изделия
НД – нормативная документация
НИЛ – научно-исследовательская лаборатория
НИР - научно-исследовательская работа
НЦМ – натуральный цветочный мед
ПБиПЖРС – кафедра Прикладной биотехнологии и переработки животного и
рыбного сырья
ПВ – пищевые волокна
ПДБ – порошок из плодов дикорастущего
боярышника
ПДР – порошок из плодов дикорастущей
рябины
ПКВ – порошок из косточек винограда
ПНЖК – полиненасыщенные жирные кислоты
ПС – пенообразующая способность
СПК – сухая пшеничная клейковина
ТХМКП – кафедра технологии хлебопекарного,
макаронного и кондитерского производств
УНМЦ – учебный научно-медицинский центр
ФПИ – функциональный пищевой ингредиент
ЦКРП – центральное композиционное ротатабельное униформпланирование
Подписано в печать 22.05.12 г.
Формат 60х84 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №
77
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
Отдел полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»
Адрес академии и отдела полиграфии:
394036, Воронеж, пр. Революции, 19
16
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
221
Размер файла
775 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа