Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий

Актуальность проблемы.

Обеспечение населения продуктами питания, сбалансированными по содержанию пищевых веществ и функциональных ингредиентов, является одной из важных задач пищевых производств. В последние несколько десятилетий среди населения широко распространилась тенденция употребления в пищу пророщенных семян, обладающих полезными свойствами. Особый интерес представляют пророщенные зерна пшеницы, так как именно эта культура повсеместно выращивается на территории России. Зерна с проростками длиной не более 5 мм содержат достаточное количество антиоксидан-тов, которые в малых концентрациях замедляют или предотвращают окислительные процессы. Кроме того, в процессе проращивания в зерне активизируются ферментные системы и происходит расщепление сложных пищевых веществ до более простых, легко усвояемых организмом человека.

В то же время, из-за отсутствия современной технологии получения пророщенного зерна, которое может храниться длительное время без ущерба для его уникальных свойств, промышленность не в полной мере удовлетворяет спрос населения в этом продукте. Хранение в сухом виде позволило бьь решить эту проблему, но существующая технология конвективной сушки пророщенного зерна требует применения высоких температур, что отрицательно сказывается на содержании полезных компонентов в высушенном продукте. Конвективная сушка пророщенного зерна при низких температурах устранила бы этот недостаток, однако при этом создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры. Следовательно, необходимо применение таких технологических приемов и оборудования, которые позволяют устранить негативное воздействие указанных выше факторов. Технология сушки пророщенных зерновых культур в вакуумной сушильной установке с инфракрасными излучателями наиболее перспективна, так как она позволяет полностью высушить продукт при достаточно низких температурах, сохранив в нем полезные вещества, в том числе и те, которые были получены при проращивании. Поэтому изучение процессов проращивания зерен злаковых культур с последующей их сушкой в вакуумных сушилках с инфракрасными излучателями, их хранение и использование в технологии производства хлебобулочных изделий является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности РФ.

Все вышесказанное определило цели и задачи работы.

Цель и задачи работы.

Цель исследования — создание технологии проращивания зерновой культуры с последующей сушкой пророщенного зерна в вакуумной сушильной установке для расширения ассортимента диетических продуктов, и дальнейшего их применения в хлебопекарной промышленности.

В задачи исследований входило:

— изучить показатели качества зерна пшеницы для проведения экспериментальных исследований;

— определить рациональную температуру и режим проращивания зерна;

— установить режим сушки пророщенного зерна пшеницы в вакуумной сушильной установке с инфракрасным энергоподводом;

— установить срок хранения высушенного пророщенного зерна;

— обосновать и экспериментально подтвердить целесообразность использования сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в рецептуре хлебобулочных изделий для повышения их пищевой ценности;

— разработать техническую документацию для производства сухого пророщенного зерна пшеницы и для производства хлебобулочных изделий с добавлением сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы.

Научная новизна.

— установлены режим и степень проращивания зерна пшеницыразработан режим сушки пророщенного зерна пшеницы в вакуумной сушильной установке с инфракрасным энергоподводом;

— разработан способ контроля процесса сушки пророщенного зерна по изменению его электрического сопротивления;

— разработан технологический регламент производства нового пищевого продукта «Зерно пшеницы цельное пророщенное»;

— получен патент № 2 412 615 Российская Федерация, МПК А23 В 9/08 A23L 1/172 на «Способ консервации проростков пшеницы» / Арсентьев А. А. (Россия), Блинов В. М. (Россия), Иванов Б. В. (Россия), Сташкова Н.О.(Россия) — заявитель ООО «Интех» — № 2 009 112 959/13 заявлено 04 мая 2009 г.;

— установлен срок хранения высушенного пророщенного зерна пшеницы;

— установлена целесообразность использования сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в рецептуре диетических хлебобулочных изделий;

— определено допустимое содержание сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в диетическом хлебе, которое составляет 20% от общего количества муки по рецептуре;

— разработаны методики проведения дегустационной оценки сухого пророщенного зерна пшеницы и хлебобулочных изделий с добавлением сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы.

Предметом исследования являются технологические параметры проращивания и сушки семян сельскохозяйственных культур.

Методы исследований.

Исследования проводились посредством моделирования процесса на физическом уровне. Экспериментальные исследования проводились согласно разработанных методик с использованием теории планирования экспериментов, оригинальной промышленной установки. Контроль используемого сырья и готовой продукции проводился согласно требований и методик соответствующих нормативных документов. Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью программных пакетов Excel 2000, Statistica 6.0.

Основные положения, выносимые на защиту:

— технология получения сухого пророщенного зерна пшеницы;

— режимы вакуумной сушки пророщенного зернан пшеницы посредством измерения электрического сопротивления высушиваемого слоя;

— использование сухого пророщенного зерна пшеницы при производстве диетических хлебобулочных изделий.

Личный вклад соискателя: анализ проблемы, постановка и решение основных задач, теоретические и экспериментальные исследования, обобщение и анализ результатов, формулировка выводов, участие во внедрении научной работы.

Практическая ценность.

— разработаны технические условия для производства продукта «Зерно пшеницы цельное пророщенное» и хлеба зернового «Энергия жизни»;

— проведена опытно-экспериментальная апробация технологии, разработаны проекты нормативной документации: ТУ «Зерно пшеницы цельное пророщенное», ТУ «Хлеб диетический «Энергия жизни" — технологическая схема для производства «Зерна пшеницы цельного пророщенного" — технологическая схема и рецептура для производства «Хлеба диетического «Энергия жизни»;

— предложен датчик измерения электрического сопротивления для контролясушки сыпучих продуктов, который был апробирован на предприятии ООО «ИНТЕХ» (г. Йошкар-Ола);

— результаты работы используются в учебном процессе ГОУ ВПО «Марийский государственный университет» при чтении курса лекций по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» по специальности «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции».

Апробация работы.

Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на международных конференциях молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» в Казанском государственном техническом университете (2008 г.), на международных конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» в Марийском Государственном университете (2006;2010 гг.).

Результаты работы демонстрировались на первом российском форуме «Российским инновациям — российский капитал» (19−20 июня 2008 г., г. Чебоксары), проводимом в рамках развития проекта «Инновационная система Российской Федерации» в целях распространения научно-инновационного опыта и интеграции бизнес-сообществ в субъектах Российской Федерации при поддержке аппарата полномочного представителя Президента РФ в Приволжском Федеральном Округе.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков и 22 таблицы.

Список литературы

включает 141 наименование. Приложения к диссертации представлены на 28 страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Разработана новая технология производства сухого пророщенного зерна пшеницы с высокими потребительскими качествами и рекомендациями по их использованию при производстве хлебобулочных изделий.

2. Определены рациональные значения температуры и давления при сушке предварительно пророщенного зерна пшеницы, а также установлена необходимость поэтапного изменения температуры, инфракрасных нагревателей вакуумной сушильной установки ВДСУ-2М.

3. Обосновано использование датчика измерения электрического сопротивления для определения границ этапов изменения температуры инфракрасных нагревателей, при сушке пророщенного зерна пшеницы в вакуумной сушильной установке ВДСУ-2М.

4. При производстве сухого пророщенного зерна пшеницы определены. оптимальные последовательность и режимы технологических операций: предварительная очистка зерна пшеницы от примесей, мойка в холодной проточной воде, увлажнение до влажности 50% и последующее проращивание внутри сушильной установки (при атмосферном давлении и температуре инфракрасных нагревателей. 40 °С). Сушка должна проводиться в. три этапа: на начальном этапе, продолжительностью 3 часа, температура инфракрасных нагревателей должна составлять 80 °C, на основном этапе, продолжительностью 5 часов, температура инфракрасных нагревателей должна, поддерживаться на уровне 70 °C, на заключительном этапе температура инфракрасных нагревателей должна быть не выше 60 °C, продолжительность этапа — 15 часов. Давление внутри сушильной камеры на протяжении всей сушки должно быть на уровне 15 кПа. Продолжительность сушки должна составлять 23 часа.

5. Установлен срок хранения сухого пророщенного зерна пшеницы, составляющий 18 месяцев.

6. Обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в рецептуре хлебобулочных изделий для повышения их пищевой ценности с допустимой заменой в рецептуре хлеба не более 20% муки пшеничной высшего сорта на сухое измельченное пророщенное зерно пшеницы.

7. Разработана техническая документация для производства сухого пророщенного зерна пшеницы и для производства хлебобулочных изделий с его использованием.