ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Классификация и ассортимент хлебобулочных изделий
Хлебобулочные изделия — пищевые продукты, получаемые выпечкой разрыхленного теста из муки, воды и соли с добавлением или без добавления дополнительного сырья [12].
Ассортимент хлебобулочных изделий различается как компонентами, входящими в их рецептуру, так и внешним видом, весом и способом реализации. Классификация хлебобулочных изделий со средней влажностью представлена на рис. 1.1.
По весу хлебобулочные изделия делятся на хлеб (массой более 500 г, допускается изготовление буханок массой 200–300 г) и хлебобулочные изделия (массой менее 500 г). Хлебобулочные изделия делятся на крупнокусковые массой 400–500 г (батоны, плетеные изделия) и мелкоштучные – массой 50–200 г (булочки, рулеты, хлебобулочные «мелочи» и т. Д.) [16].
В зависимости от вида используемой муки хлебобулочные изделия могут быть ржаной, ржано-пшеничной (более 50% ржаной муки) и пшенично–ржаной (более 50% пшеничной муки), пшеничной. Хлебобулочные изделия из ржаной муки могут быть изготовлены из муки одного сорта (посевной, специальной, очищенной или обойной) или смеси двух и более сортов ржаной муки, а также с добавлением зерновых продуктов, но не более 10%. Хлебобулочные изделия из смеси ржаной и пшеничной муки могут быть изготовлены из смеси одного сорта ржаного хлеба и одного сорта пшеничной муки (хлебобулочная или общего назначения); смеси двух или более сортов ржаной и пшеничной муки. Пшеничный хлеб можно приготовить из всех видов хлебной муки, а также из всех видов муки общего назначения [16.26].
Рис. 1.1. Классификация хлебобулочных изделий жира и сахара к массе муки, кроме того, могут добавляться орехи, изюм, цукаты, яйца, сахарная пудра и др.
По рецепту продукты простые улучшенные, заварные (только ржаной и ржаной хлеб) и сливочное масло (только изделия из пшеничной муки). Простые продукты состоят из муки, воды, дрожжей и соли. В рецептуру вводится дополнительное сырье для улучшенных продуктов: молочные продукты, сахар, патока и т. Д. При производстве сливочного хлеба из ржаной муки и ржаной пшеницы, ржаного солода (ферментированного или неферментированного), натуральных ароматизаторов (тмин, кориандр, анис) и ароматизирующего сырья (сахар, патока, изюм).В сдобных изделиях из пшеничной муки содержится не менее 14% [32].
По способу приготовления изделия формуют (запекают в форме для выпечки) и в духовке (запекают на противне, варочной камере или кроватке). Кроме того, формованные изделия могут изготавливаться прямоугольной, квадратной и круглой формы. Изделия из подоконника могут быть круглой или овальной формы, выпускаться в виде лепешек, хлеба, косичек, хала и др.
Согласно процессу реализации, выпечка может быть упакована на заводе в виде целого продукта или его части (продукт U2) и в виде нескольких небольших продуктов, нарезанных на кусочки определенной толщины целого продукта или его части. Нарезанный выпеченный продукт или его часть – это продукт, который разрезают с помощью инструмента (ножа, веревки или другого приспособления) на кусочки одинаковой толщины (от 0,5 до 2,0 см) или на корочку. Для продукции в заводской упаковке определяется срок годности. Неупакованные продукты продаются на развес или в виде готового продукта, на который распространяется период продаж [34].
По конструкции большинство хлебобулочных изделий предназначены для употребления всеми слоями населения, которые принято называть традиционными или продуктами массового спроса. Обогащенные хлебобулочные изделия обладают повышенной питательной ценностью благодаря обогащению пищевых волокон (цельнозерновые, отруби, смеси из нескольких злаков), витаминов и минералов (натуральные или синтетические добавки). Эти продукты предназначены для профилактического питания всех определенных слоев или групп населения. К отдельным группам относятся: диетические хлебобулочные изделия для лечебно-профилактического питания; национальные виды хлебобулочных изделий, характеризующиеся включением в рецептуру местных видов сырья, особенностей определенных национальностей или особой формы или способа приготовления.
1.2 Пищевая ценность хлеба
Хлеб – это не только источник необходимых питательных веществ, но и играет важную роль в физиологии питания. Придает всасываемой пище благоприятную консистенцию и структуру, что способствует наиболее эффективной работе пищеварительного тракта и смачиванию пищи пищеварительными соками [5].
– пищевая ценность хлебобулочных изделий – совокупность свойств хлебобулочных изделий, удовлетворяющих физиологические потребности человеческого организма в энергии и необходимых питательных веществах;
– биологическая ценность хлебобулочного изделия – показатель качества пищевого белка в хлебобулочном изделии, отражающий степень, в которой его аминокислотный состав удовлетворяет потребности человеческого организма в аминокислотах для синтеза белка;
– энергетическая ценность выпеченного продукта – количество энергии, выделяемое человеческим организмом из питательных веществ выпеченного продукта для обеспечения его физиологических функций.
Выборочно пищевая ценность хлебобулочных изделий представлена в табл. 1 [14].
Таблица 1 – Пищевая ценность хлебобулочных изделий, в 100 г [3]
№ п/п Наименование изделия Белки, г Жиры, г Углеводы, г Энергетическая ценность
ккал кДж
1. Хлеб ржаной простой 6,5 1,0 40,1 190 795
2. Хлеб ржаной из обдирной муки 5,6 1,1 43,3 199 833
3. Хлеб ржаной из сеяной муки 4,7 0,7 49,8 214 895
4. Хлеб украинский новый 6,6 1,1 44,6 206 862
5. Хлеб орловский 6,1 1,1 46,3 211 883
6. Хлеб дарницкий 6,6 1,7 41,0 200 836
7. Хлеб столичный 7,0 1,2 45,8 210 878
8. Хлеб пшеничный из муки второго сорта 8,1 1,2 46,6 220 920
9. Хлеб пшеничный из муки первого сорта 7,6 0,9 49,7 226 946
10. Хлеб пшеничный из муки высшего сорта 7,6 0,6 52,3 233 975
11. Батон нарезной (из пшеничной муки первого сорта) 7,4 2,9 51,4 250 1046
12. Булка городская (из пшеничной муки первого сорта) 7,7 2,4 53,3 254 1063
13. Батон нарезной молочный 8,2 1,5 53,2 247 1033
14. Сдоба выборгская 6,5 4,0 59,8 287 1201
15. Сдоба обыкновенная 7,6 5,0 56,4 288 1205
16. Бублики украинские 7,8 5,6 60,5 310 1297
17. Баранки сдобные 8,3 8,6 60,4 348 1455
18. Сушки простые 11,0 1,3 73,0 330 1381
19. Сухари сливочные 8,5 10,6 71,3 397 1661
Оценка пищевой ценности хлебобулочных изделий основана на определении степени удовлетворенности питательными веществами по нормам физиологических потребностей различных групп населения. Потребление 320 г хлеба обеспечивает от 32 до 80% потребности в растительном белке и от 26 до 55% в углеводах для мужчин с I–III группами физических нагрузок, 40–90% и 34–65% в белке и углеводах соответственно, для женщин с I–III групп физических нагрузок. В этом случае следует учитывать не только общее содержание белка, но и его аминокислотный состав, включая содержание незаменимых аминокислот. Потребность в отдельных аминокислотах удовлетворяется в диапазоне от 23 до 58%. В то же время лизин и треонин являются аминокислотами–ограничителями для всех видов хлебобулочных изделий. Их содержание аминокислот колеблется от 39 до 89% [27,38].
Хлебобулочные изделия являются важным источником удовлетворения потребностей организма в углеводах, которые представлены в основном крахмалом, декстринами, моно– и дисахаридами. Помимо усвояемых углеводов в организме человека важную роль также играют неперевариваемые углеводы, которые положительно влияют на двигательные функции пищеварительного тракта, перистальтику кишечника и жизненно важные функции находящейся в нем полезной микрофлоры. Содержание клетчатки в хлебобулочных изделиях невелико – от 0,1 до 1,1%. В этом случае соблюдается закономерность – чем выше выход муки, из которой сделан хлеб, тем больше доля измельченной шелухи зерна и, соответственно, клетчатки [29].
Содержание витаминов в хлебе также зависит от их содержания в муке. Чем выше сорт муки, тем меньше в ней витаминов. Хлебобулочные изделия играют существенную роль в удовлетворении потребности взрослого человека в витаминах группы В (В1, В2, В6, В9) – от 18 до 54 %, в ниацине – до 48 %, токоферолах – до 76 %. В то же время витаминов А. С и D в хлебе нет [41,48].
Следует учитывать, что в процессе приготовления некоторые менее устойчивые к нагреванию витамины (B1, B2 и E) частично теряют свою активность. Это происходит в основном в коре и в гораздо меньшей степени в его мякише. Витамин PP более термостойкий. [5,48].
С точки зрения физиологии питания фосфор, магний и железо имеют первостепенное значение среди минералов в хлебобулочных изделиях. В то же время сохраняется тенденция к снижению содержания минеральных веществ с повышением сорта муки. Так, если потребность в фосфоре при потреблении 300 г пшеничного обойного хлеба покрывается на 56%, то в муке высшего сорта только на 21%. Максимально покрывается потребность в железе – от 40 до 88%, фосфоре – от 21 до 56%, магнии – от 25 до 50% [46].
1.3 Свойства и характеристики пищевой добавки
Основной задачей современных пищевых производств является удовлетворение потребностей в пищевых продуктах за счет придания им функциональных и лечебно-профилактических свойств. Это предполагает создание новых видов продуктов питания с направленным функциональным действием, а тек же дополнительное обогащение известных хлебобулочных изделий натуральными обогатителями растительного происхождения с ярко выраженным комплексом тех или иных витаминов [6].
Одним из таких природных обогатителей является топинамбур. Ценность топинамбура, как овощной или лечебной культуры определяется в первую очередь химически составом корнеплода. Эта культура отличается уникальным химическим составом (Высокое содержание инсулина и фруктозы, белков, представленных 8 аминокислотами, некоторые их которых, незаменимые, наличие богатого витаминно-минерального состава), что позволяет получать препараты для лечения и профилактики множество болезней. Приятно то, что топинамбур имеет очень низкий уровень накопления тяжелых металлов, радионуклидов и нитратов. Топинамбур, как было доказано многими исследователями, содержит большое количество железа, по сравнению с другими клубнями (моркови, картофеля, репы, свеклы и пр.) Так же в состав топинамбура входят такие компоненты как кремний, цинк, магний, калий, марганец, фосфор, кальций и другие минералы [11,40].
Что особенно ценится в топинамбуре, так это то, что его клубни, в отличие от других культур, накапливают в качестве резервного вещества не крахмал, а инулин, потребление которого не меняет гликемический индекс. Именно поэтому топинамбур рекомендуется в первую очередь больным сахарным диабетом. Топинамбур обладает многими ценными лечебными свойствами и, считается одним из основных источников инулина среди высших растений, который накапливается в клубнях растения [1].
Инулин (C6H10O5)n – это натуральный полисахарид, на 95% состоящий из фруктозы. Представляет собой природный линейный биополимер построенный из молекул D-фруктозы, соединенных гликозидными связями (Рисунок 2). В кислой среде желудочного сока инсулин под действием фермента инулиназы гидролизуется с образованием фруктозы, которая усваивается организмом практически без инсулина. Инулин все чаще используется в производстве продуктов питания из-за его необычных адаптивных характеристик. Его можно использовать для замены сахара, жира и муки. В фитотерапии инулин считается естественным питательным веществом, которое благотворно влияет на человеческий организм, снижая уровень сахара и холестерина в крови, и используется для лечения пациентов с сахарным диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями. По количеству углеводов топинамбур превосходит сахарную свеклу и сахарный тростник [1,24,37].
Рисунок 2 – Структурная формула инулина
Топинамбур в три раза богаче витаминами, чем картофель, морковь и свекла. Также известно, что топинамбур отличается от других овощей высоким содержанием белка, представленного 16 аминокислотами, включая восемь незаменимых.Исследования подтвердили, что уровень биологически активных веществ в топинамбуре повышает устойчивость человека к болезням и стрессам, а также выводит тяжелые металлы из организма [24].
В таблице 1.2 показан химический состав и содержание основных питательных веществ в клубнях топинамбура, в таблице 1.3 представлена информация об аминокислотах в клубнях и частях почвы этой культуры [11,6].
Таблица 1.2 – Содержание основных элементов питания и микроорганизмов в клубнях топинамбура
Пищевые вещества Количество на 1 кг сухого вещества
Углеводы, г 140,0
Белки, г 68,0
Жиры, г 6,0
Сахара, г 127,0
Крахмал, г 13,0
Клетчатка, г 55,0
Минеральные вещества
Кальций, мг 13,0
Фосфор, мг 57,0
Калий, мг 220,0
Магний, мг 13,0
Медь, мг 1,9
Цинк, мг 22,6
Железо, мг 31,0
Марганец, мг 40,0
Таблица 1.3 – Аминокислотный состав топинамбура (% к протеину)
Аминокислоты Клубни Листья + стебель
Лизин 6,7 7,8
Лейцин 8,7 10,9
Валин 8,1 8,1
Треонин 6,2 7,1
Изолейцин 5,6 6,8
Фенилаланин 6,5 7,8
Тирозин 4,5 4,8
Аргинин 6,9 8,2
Гистидин 2,6 3,0
Метионин 1,5 2,0
Триптофан 2,9 1,6
Серин 4,2 4,2
Аланин 6,9 6,9
Глицин 6,5 6,5
Аспарагиновая кислота 10,3 10,3
Глютаминовая кислота 12,0 12,0
1.4 Основные технологические стадии хлебопекарного производства
Технологический процесс приготовления хлеба состоит из следующих этапов: замес теста и других полуфабрикатов, ферментация полуфабрикатов, разделение теста на части определенного теста, формирование и сбраживание кусочков теста, выпечка, охлаждение и хранение хлебобулочных изделий [2].
Замес и образование теста
Замес теста – важнейшая технологическая операция, от которой во многом зависит дальнейший ход технологического процесса и качество хлеба. При замешивании теста с мукой, водой, дрожжами, солью и другими компонентами получается однородная масса с определенной структурой и физическими свойствами.
Разрыхление и брожение теста
Разрыхление - необходимое условие хорошего выпекания теста. Тесто под воздействием углекислого газа начинает бродить, что позволяет получить хлеб с хорошо разрыхленным пористым мякишем.
Целью ферментации теста и теста является доведение теста до состояния, в котором оно будет лучше всего подготовлено для резки и выпечки с точки зрения газообразующей способности и структурных и механических свойств [16].
Приготовление пшеничного теста
Приготовление теста - самая важная и самая продолжительная операция в производстве хлеба, на которую уходит около 70% производственного цикла. Принято различать традиционные методы замеса и новые, прогрессивные.
Традиционная технология обеспечивает длительное брожение полуфабрикатов, всего 4,5 – 7 ч. Прогрессивная технология отличается более коротким циклом приготовления теста. Сегодня около 70% от общего веса продукции готовится с использованием передовых технологий.
Лаборатория предприятия составляет конкретные производственные рецептуры. В производственной рецептуре указывается масса муки, воды, раствора соли и масса других компонентов, необходимых для замеса каждого полуфабриката [2].
В рецептурах ряда сортов хлеба и булочных изделий предусматриваются и другие виды дополнительного сырья (яйца, изюм, молоко, молочная сыворотка, сухое обезжиренное молоко, мак и т. п.). Из этого следует, что перечень и соотношение сырья в тесте для разных видов и сортов хлебных изделий могут быть различными.
При непрерывном замешивании теста производственный рецепт составляется путем тщательного включения тестомесильной машины, с периодическим замешиванием из порции теста.
Расчет рецептуры в обоих случаях принципиально одинаков. Сначала рассчитывается общее количество муки для замеса теста, а затем количество муки, необходимое для приготовления других полуфабрикатов. Затем готовится рецепт теста или дрожжей, а затем рецепт теста.
В настоящее время существует два основных метода приготовления пшеничного теста. Это опарный (двухфазный) и безопарный (однофазный) методы.
Опара – это полуфабрикат, получаемый из муки, воды и дрожжей путем замешивания и ферментации. Для приготовления теста берут часть общей массы муки (30–70%), большую часть воды и все количество дрожжей. После 3–5 часов брожения тесто замешивают над тестом, которое бродит 30–120 минут [30].
В пекарне готовят пшеничное тесто безопарным способом. Однофазный способ заключается в том, что тесто замешивается за один прием из общего количества сырья и воды, прописанного в рецепте, без добавления ферментированных полуфабрикатов (тесто, закваска).
Тесто готовится с высоким содержанием дрожжей (1,5-2,5% от общей муки). Также необходимо увеличение дозы дрожжей для разрыхления теста за относительно короткий промежуток времени (2-3 часа) [31.35].
Начальная температура теста 29-31 ° С, время брожения 2,5-3 часа, после замеса рекомендуется размять тесто через 50-60 минут. Большое технологическое значение имеет замес при приготовлении теста без выпечки. Следует отметить, что приготовленное безопасным способом тесто содержит меньше кислот, вкусовых добавок и ароматических веществ, чем в тесте, приготовленном из теста [4].
Безопарным способом тесто готовят в тестомесильных машинах А2ХТ-2Б и ТММ-А2-ХТТ.
Разделка готового теста
Разделка теста включает в себя следующие операции: разделение теста на куски, округление, предварительную расстойку, формовку и окончательную расстойку тестовых заготовок.
Нарезание теста производится на тестоотделителях «Кузбасс 68М» и А2-ХТН. Масса куска теста определяется исходя из определенной массы куска хлеба или хлебобулочных изделий с учетом потери массы куска теста при выпечке (фасовке) и куска хлеба при охлаждении и хранении (усадке).
После тестоделительной машины тесто поступает в округлительные машины Т1-ХТН, где им придается круглая форма. После этого тестовая заготовка должна в течении 3-8 минут отлежаться для восстановления клейковинного каркаса, после это поступает на формовочную машину, где ей придается определенная форма (батоны, сайки, булки и т.д.) [36].
Выпечка хлеба
Выпечка - заключительная стадия приготовления хлебных изделий, окончательно формирующая качество хлеба. В процессе выпечки внутри тестовой заготовки протекают одновременно микробиологические, биохимические, физические и коллоидные процессы.
Хлебные изделия выпекают в пекарной камере хлебопекарных печей ППЦ 1238.22, ППЦ 225.22, БН-50 и БН-40 при температуре паровоздушной среды 200--280°С.
Тестовые заготовки нагреваются постепенно, начиная с поверхности, так что все типичные процессы выпечки хлеба происходят не одновременно по всей его массе, а послойно, сначала во внешних слоях, а затем во внутренних слоях. . Образование твердой корки хлеба происходит в результате обезвоживания внешних слоев куска теста [42].
В поверхностном слое заготовки и в корке происходят биохимические процессы: клейстеризация и декстринизация крахмала, денатурация белков, образование ароматических и темных веществ, удаление влаги.
Денатурация белковых веществ на поверхности продукта происходит при температуре 70-90 ° С. Коагуляция белков вместе с дегидратацией верхнего слоя способствует образованию плотной и неэластичной корки [13].
Окраска корочки в светло-коричневый или коричневый цвет объясняется следующими процессами: карамелизацией сахаров в тесте и реакцией между аминокислотами и сахарами, в которой накапливаются ароматические и темные вещества (меланоидины).
Окраска корки зависит от содержания сахара и аминокислот в тесте, от продолжительности выпечки и от температуры в пекарной камере. Для нормальной окраски корки в тесте должно быть не менее 2-3 % сахара к массе муки. Ароматические вещества из корки проникают в мякиш, улучшая вкусовые свойства изделия. Удельное содержание корок составляет 20-40%.
Жизнедеятельности бродильной микрофлоры теста (дрожжевых клеток и кислотообразующих бактерий) изменяется по мере прогревания куска теста в процессе выпечки. Дрожжевые клетки при прогревании теста примерно до 35°С ускоряют процесс брожения и газообразования до максимума [7,9].
При прогревании теста выше 45°С газообразование резко снижается. При температуре теста около 50°С дрожжи отмирают.
Влажность мякиша горячего хлеба повышается по сравнению с влажностью теста за счет влаги, перешедшей из верхнего слоя заготовки. Из-за недостатка влаги клейстеризация крахмала идет медленно и заканчивается только при нагревании центрального слоя теста-хлеба до температуры 96-98°С.
Изменение состояния белковых веществ начинается при температуре 50--75°С и заканчивается при температуре около 90 °С. Белковые вещества в процессе выпечки подвергаются тепловой денатурации. При этом они уплотняются и выделяют влагу, поглощенную ими при образовании теста.
Свернувшиеся белки фиксируют пористую структуру мякиша и форму изделия. В изделии образуется белковый каркас, в который вкраплены зерна набухшего крахмала. После тепловой денатурации белков в наружных слоях изделия прекращается прирост объема заготовки.
Объем выпеченного изделия на 10--30 % больше объема тестовой заготовки перед посадкой ее в печь. Увеличение объема теста-хлеба улучшает внешний вид, пористость и усвояемость изделия. Температуру в пекарной камере регулируют, изменяя интенсивность горения топлива [33].
Определение готовности хлеба
От правильного определения готовности хлеба зависит его качество: толщина и окраска корки и физические свойства мякиша -- эластичность и сухость на ощупь. Излишняя длительность выпечки увеличивает упек, снижает производительность, вызывает перерасход топлива. Объективным показателем готовности хлеба и булочных изделий является температура в центре мякиша, которая в конце выпечки должна составлять 96--97 °С [39,43].
На производстве готовность изделий определяют органолептически по следующим признакам: цвету корки (окраска должна быть светло-коричневой); состоянию мякиша (мякиш готового хлеба должен быть относительно сухим и эластичным); относительной массе (масса пропеченного изделия меньше, чем масса неготового изделия, вследствие разницы в упеке) [48].
Готовность хлеба также можно определить по температуре в центре мякиша в момент выхода хлеба из печи при помощи термометра. Обычно температура центра мякиша, характеризующая готовность ржаного формового хлеба, должна быть около 96 °С, пшеничного -- около 97 °С.
1.5 Производства порошка из клубней топинамбура
Изобретение относится к технологии производства порошкового продукта топинамбура. Клубни топинамбура измельчают до состояния пюре, нагревают до 80–90 ° C, затем охлаждают до 35–55 ° C, ферментируют, сушат и снова измельчают. Изобретение позволяет повысить качество целевого продукта и его однородность.
Известен способ получения порошка клубней топинамбура, заключающийся в подготовке и измельчении клубней на дольки, сушке и повторном измельчении до получения целевого продукта.
Недостатком способа является получение целевого продукта с низким качеством и неоднородными свойствами.
Технический результат изобретения – повышение однородности свойств и качества целевого продукта.
Этот результат получен из того факта, что в способе производства порошка из клубней топинамбура, который включает подготовку и измельчение клубней, сушку и повторную заточку для получения целевого продукта, согласно изобретению, первое измельчение клубней проводят в пюреобразном состоянии, причем пюре нагревают до 80-90 ° С перед сушкой, охлаждением до 35-55oС и ферментолизом [25].
Это позволяет получить более равномерно высушенный продукт с меньшей вероятностью его частичного подгорания.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают использование инулаваморина или смеси трех препаратов для ферментативного лизиса: целлоконингина или целловиридина и пектофетидина или пектоаваморина и амилосубтилина в количестве 1 до 2% от массы сусла по сухому веществу; сушка при температуре 55–65 ° С; сушка до конечной влажности от 6 до 12%; очистить клубни перед первым измельчением и провести обработку для уменьшения микробного загрязнения, предпочтительно с помощью ультрафиолетового излучения, после нового измельчения.
Способ реализуется следующим образом. Клубни топинамбура подготавливают путем отделения налипшей земли, мойки до удаления загрязнений, ополаскивания под душем и инспекции. После этого при производстве порошка, используемого непосредственно в пищу или в составе пищевых добавок и фармпрепаратов, когда к чистоте продукта предъявляются повышенные требования, клубни очищают от кожицы, например, в аппаратах термической очистки и при необходимости проводят доочистку. Далее клубни измельчают до пюреобразного состояния, например, на волчке, прогревают до 80–90oС, охлаждают до 35–55oС для подавления деятельности микрофлоры и более полного гидролиза инулина и вводят ферментный препарат инулаваморин или смесь трех ферментных препаратов: целлоконингина или целловиридина и пектофоетидина или пектаваморина и амилосубтилина в приблизительно равных количествах, в количестве 1–2% от массы сухих веществ пюре.
