Использование особо подготовленной воды и полифункциональных добавок в производстве хлебобулочных изделий

Одним из важнейших условий, обеспечивающих здоровье человека, его работоспособность, устойчивость организма к заболеваниям и продолжительность жизни, является сбалансированное полноценное питание, которое предусматривает употребление в пищу биологически активных продуктов. В состав пищи должны входить в определенных соотношениях три группы основных питательных веществ: белки, углеводы, жиры и две группы биогенных компонентов — витамины и минеральные вещества (макрои микроэлементы).

В рационе питания человека исключительно важное место занимают хлебобулочные изделия. С учетом того, что хлеб является самым доступным видом продовольствия и продуктом ежедневного потребления, важнейшими направлениями развития хлебопекарной отрасли становятся увеличение его производства с заданными свойствами и составом, повышение пищевой и биологической ценности, вкусовых достоинств, а также ускорение и совершенствование процесса приготовления хлебобулочных изделий.

В настоящее время ассортимент хлебобулочных изделий выпускаемый хлебопекарными предприятиями России отличается большим разнообразием и насчитывает около 800 наименований. Годовое потребление хлеба на душу населения стабилизировалось на уровне 82 кг или 225 г в день [190]. При этом большинство изделий, особенно из сортовой пшеничной муки, потребление которых в последнее время значительно увеличилось по сравнению с ржаными [186], содержат недостаточное количество белка, аминокислот, витаминов и некоторых других физиологически важных компонентов. Отсутствие или недостаточное содержание этих веществ в пище приводит к нарушениям обменных процессов и возникновению различного рода заболеваний. Для их предупреждения и эффективного лечения необходимы хлебобулочные изделия нового поколения, характеризующиеся более сбалансированным химическим составом с учетом ежедневной потребности человека в аминокислотах, витаминах, макрои микроэлементах [102].

В настоящее время уровень удовлетворения населения в изделиях с заданными свойствами (диетическими, лечебно-профилактическими и другими) невысок. Реально предприятиями отрасли производится всего лишь 10−20% продукции от требуемых объемов, а в отдельных регионах этот показатель значительно меньше.

Исследования по созданию изделий этой группы ведутся по двум направлениям:

— путем моделирования рационального ассортимента хлебной продукции для отдельных регионов с учетом их климатических, демографических, экологических и других особенностей;

— путем разработки разнообразного ассортимента изделий для лечебно-профилактического и диетического питания [144].

Значительный вклад в разработку технологий производства хлебобулочных изделий, обогащенных биологически активными веществами, минеральными компонентами, полифункциональными добавками внесли ведущие ученые России В. А. Патт, Л. И. Пучкова, Р. Д. Поландова, Л. Н. Казанская, Т. Б. Цыганова, Л. П. Пащенко, И. В. Матвеева, С. Я. Корячкина, Г. Г. Дубцов и др. Однако, и в настоящее время, проблему нельзя считать решенной, так как отсутствуют научные исследования с учетом региональной сырьевой базы и реального промышленного производства.

В данной работе исследованы научные и практические аспекты производства физиологически ценных хлебобулочных изделий, полученных на основе специально подготовленной воды и полифункциональных добавок растительного происхождения. Направления исследований выбраны с учетом экологической обстановки в Воронежской области, однако они могут быть обобщены практически на всей территории Российской Федерации.

Тема диссертационной работы выполнялась в соответствии с планом НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств ВГТА на 1997;2001 гг. «Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке сельскохозяйственного растительного сырья» (№ государственной регистрации 1 970 008 815).

Цель и задачи исследования

Целью работы является получение физиологически более сбалансированных в соответствии с потребностями человека хлебобулочных изделий за счет направленных изменений состава воды и использования функциональных добавок растительного происхождения.

Поставленная цель достигается в результате решения следующих задач:

— исследовать и научно обосновать возможность применения в хлебопечении особо подготовленной воды — очищенной методами микрофильтрации и обратного осмоса с последующей направленной минерализацией посредством использования минеральных солей и добавок растительного происхождения;

— исследовать и научно обосновать целесообразность применения многокомпонентных порошкообразных полуфабрикатов в производстве изделий из пшеничной и смеси ржаной и пшеничной муки;

— разработать новые виды более сбалансированных в соответствии с физиологическими потребностями человека изделий массового назначениясделать рекомендации по использованию функциональных добавок в производстве изделий специального назначения;

— провести промышленную апробацию результатов исследованийвнедрить разработанные изделия.

Научная новизна. В работе впервые дано научное обоснование использования особо подготовленной — очищенной, очищенной и направленно минерализованной воды и функциональных добавок растительного происхождения для получения физиологически более сбалансированных с потребностями организма хлебобулочных изделий. Изученные в работе закономерности позволили установить:

— очистка воды методом микрофильтрации и обратного осмоса помимо достижения основной цели — снижения уровня содержания различных групп ионов, обуславливает временную активность воды, способствующую образованию более прочной коагуляционной структуры теста и, соответственно, улучшению его реологических свойств и показателей готовых изделий;

— создание новых изделий, сбалансированных по минеральному составу, должно базироваться на определении оптимальных соотношений между Са, Р и обогащающих добавок (минерального или растительного происхождения) и муки;

— впервые установлена эффективность применения в качестве источников кальция кабачково-молочного порошкообразного полуфабриката и соевой сыворотки;

— впервые апробирован метод принятия технологического решения в нечетких условиях, который позволил обосновать выбор из всего многообразия комбинированных порошкообразных полуфабрикатов на основе фруктов и овощей функциональной добавку целевого назначения (порошкообразный полуфабрикат на основе моркови — морковно-молочный или паточный);

— определена роль морковно-паточного порошкообразного полуфабриката в формировании структуры теста из сортовой пшеничной мукина основе удельной энергии замеса обоснованы параметры процесса и оптимальная дозировка морковно-паточного полуфабрикатаобосновано функциональное назначение яблочно-паточного полуфабриката в производстве изделий из ржаной и смеси ржаной и пшеничной мукипоказана эффективность применения добавок растительного происхождения в повышении пищевой ценности разработанных видов хлебобулочных изделий.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований обосновано практическое применение особо подготовленной водыочищенной, очищенной и направленно минерализованной и функциональных добавок в производстве хлебобулочных изделий.

Применительно к хлебопечению адаптированы схемы и установки по очистке воды методом микрофильтрации и обратного осмоса. Получены свидетельства на полезную модель № 14 107 и 15 628 «Установка подготовки жидких компонентов для замеса теста». Отработаны и рекомендованы особенности технологического процесса приготовления хлебобулочных изделий на очищенной воде.

Предложены основные направления минерализации предварительно очищенной воды: для интенсификации жизнедеятельности микрофлоры полуфабрикатов хлебопекарного производствадля разработки изделий массового потребления повышенной физиологической ценности, а также для изделий специального назначения.

Разработаны пути минерализации предварительно очищенной воды: использование минеральных солей и добавок растительного происхождениякабачково-молочного полуфабриката и соевой сыворотки.

Разработан дифференцированный подход к использованию многокомпонентных порошкообразных полуфабрикатов в производстве хлебобулочных изделий: использование морковно-молочного и морковно-паточного полуфабрикатов рекомендовано в производстве хлеба из сортовой пшеничной муки, яблочно-паточного полуфабриката — в производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки. На способы производства хлебобулочных изделий с многокомпонентными порошкообразными полуфабрикатами получены патенты № 2 151 510, 2 156 575.

Установлены параметры замеса теста с применением морковно-паточного порошкообразного полуфабриката.

Разработана и утверждена нормативная документация на новые виды изделий с морковнотыквенно-паточными и молочными полуфабрикатами ТУ, ТИ, РЦ 9115−002−3 535 832−98, с соевыми продуктами из сортовой пшеничной муки РЦ, ТИ 911 400−3 525 832−004−99, с яблочно-паточным полуфабрикатом из смеси ржаной и пшеничной муки РЦ, ТИ 911 300−3 525 832 003;98 .

Хлеб «Успенский» удостоен диплома Всероссийской конференции с международным участием «Современное хлебопечение -2000». Хлеб «Здоровье» награжден бронзовой медалью Российской агропромышленной выставки в конкурсе-дегустации «Лучшая продовольственная продукция-2000».

Разработанные виды хлебобулочных изделий постоянно вырабатываются АООТ «Хлебозавод № 2» г. Воронежа. В постоянной эксплуатации находятся установки по очистке воды.

Материалы диссертации используются в учебном процессе при чтении лекций, дипломном проектировании, выполнении учебно-исследовательской работы студентов на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронежской государственной технологической академии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и докладывались:

— на Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 1998 г) — второй межрегиональной научно-практической конференции «Пищевая промышленность-2000» (Казань, 1998 г.) — 1-ой Международной научно-практической конференции «Проблемы здорового питания» (Орел, 1998 г) — межрегиональной научной конференции «Продовольственная безопасность России. Качество продуктов питания-99».

Воронеж, 1999 г) — III Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии и системы» (Воронеж, 1999 г) — Международной научной конференции «Прогрессивные пищевые технологии — третьему тысячелетию» (Краснодар, 2000 г) — III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 2000 г) — третьей Международной научно-практической конференции «Продовольственный рынок и проблемы здорового питания» (Орел, 2000) — отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии за 1998;2000 гг.

Публикации. По материалам диссертации получено 4 патента на изобретение, 3 свидетельства на полезную модель, положительные решения по заявке № 2 000 125 786 на выдачу патента и свидетельству на полезную модель, опубликованы монография и 15 работ. Разработана нормативная документация: ТУ, ТИ, РЦ 9115−002−3 535 832−98 «Изделия булочные «Осенние" — РЦ, ТИ 911 400−3 525 832−004−99 на хлеб соевый «Здоровье" — РЦ, ТИ 911 300−3 525 832−003−98 на хлеб «Успенский».