На правах рукописи
НГУЕН ДАК ЧЫОНГ
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПАРОВЫХ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПШЕНИЧНОЙ И СМЕСИ ПШЕНИЧНОЙ И РИСОВОЙ МУКИ
Специальность 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
Москва – 2012
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Богатырева Татьяна Глебовна
Официальные оппоненты: Малкина Валентина Даниловна,
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВПО «Московский государственный
университет технологий и управления им.
К.Г. Разумовского», профессор кафедры
«Технологии хлебопекарного, макаронного и
кондитерского производств»
Роговских Ирина Валентиновна,
кандидат технических наук,
ООО «Международная хлебопекарная
корпорация», главный технолог
Ведущая организация: НОУ ДПО «Международная промышленная
академия»
Защита состоится « 25 » октября 2012г. в часов в ауд. 302 на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.148.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г.Москва, Волоколамское шоссе, д. 11.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУПП».
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю Совета по указанному адресу.
Автореферат разослан «___» сентября 2012г.
Ученый секретарь Совета к.т.н.,доцент Белявская И.Г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одним из направлений развития хлебопекарной отрасли является разработка национальных видов хлебобулочных изделий, особенно, в странах Центральной и Южной Азии. Паровые хлебобулочные изделия относятся к национальным изделиям для народов Китая и Вьетнама. Паровые хлебобулочные изделия представляют мучной продукт, полученный вследствии обработки паром дрожжевого теста и имеют однородный пористый мякиш и тонкую белую корочку, в отличие от традиционного европейского хлеба, который имеет коричневую корку.
Развитию хлебопекарной промышленности во Вьетнаме способствуют крупные компании Франции, Голландии и других стран, которые являются традиционными производителями и потребителями хлеба. Вновь создающиеся предприятия работают исключительно на импортируемом сырье, что приводит к значительному повышению себестоимости готовой продукции. В то же время, наиболее распространенной зерновой культурой странах Азии является рис.
По биологической ценности белка, содержанию крахмала рисовая мука занимает ведущее место среди других видов злаковой муки. Мука из зерна риса – источник широкого спектра природных микроэлементов, витаминов и минеральных веществ, что делает рисовую муку исключительно полезной для питания людей всех возрастов, и особенно детей. Отличительной особенностью рисовой муки является то, что она относится к крахмалосодержащему (около 80%) сырью, у которого отсутствует клейковина.
Создание технологии паровых хлебобулочных изделий с использованием рисовой муки для хлебопекарной промышленности Вьетнама позволит увеличить долю использования этого сырья в производстве паровых хлебобулочных изделий, снизить себестоимость и расширить ассортимент национальной продукции.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований явилось научное обоснование и создание национальных видов хлебобулочных изделий республики Вьетнам с использованием местных источников сырья. Для осуществления поставленной цели решали следующие задачи:
-
определяли рациональную продолжительность брожения полуфабрикатов и расстойки тестовых заготовок для паровых хлебобулочных изделий; -
исследовали процесс термообработки мелкоштучных изделий из пшеничной и смеси пшеничной и рисовой муки в атмосфере нагретого пара; -
определяли оптимальную рецептуру паровых хлебобулочных изделий с применением рисовой муки; -
рассчитывали химический состав паровых хлебобулочных изделий; -
определяли антиоксидантную емкость паровых хлебобулочных изделий; -
разрабатывали проект технических условий на технологию паровых хлебобулочных изделий, включая технологическую схему, техническую инструкцию и рецептуры паровых изделий.
Научная новизна работы. Научно обоснованы технические решения, направленные на создание ассортимента паровых хлебобулочных изделий из пшеничной и смеси пшеничной и рисовой муки.
Установлена зависимость между массой, формой, температурой, продолжительностью термообработки тестовых заготовок и качеством паровых хлебобулочных изделий.
Выявлен эффект сорбции нагретого водяного пара в процессе термообработки тестовых заготовок и установлена закономерное повышение массы паровых хлебобулочных изделий и отсутствие окрашенной корки.
Установлена зависимость между продолжительностью термообработки тестовых заготовок в атмосфере нагретого пара с высотой, диаметром и реологическими показателями мякиша паровых хлебобулочных изделий.
Выявлена зависимость между содержанием рисовой муки и сухой пшеничной клейковиной в рецептуре паровых хлебобулочных изделий.
Установлено закономерное увеличение пищевой и биологической ценности паровых хлебобулочных изделий за счет изменения химического состава, включая антиоксидантную емкость, по сравнению с изделиями, полученными традиционными видами выпечки.
Новизна работы подтвержена патентом на изобретение “Способ производства хлебобулочных изделий” № 2440764 от 27.01.2012.
Практическая значимость работы. Проведена апробация разработанной технологии паровых хлебобулочных изделий в условиях предприятия общественного питания ООО “Бамбук-Трэвэл”, кафе “Блюз” г. Москва.
Разработана технологическая схема производства паровых хлебобулочных изделий.
Разработан проект технических условий на производство “Паровых хлебобулочных изделий”.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на Общеуниверситетской конференции молодых ученых и специалистов МГУПП, апрель 2010, г.Москва, на Третьем Международном форуме по хлебопечению 10-14 октября 2010г, г.Москва, на Международном форуме “Современное хлебопечение” 13-15 июня 2012г, г.Москва.
По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рецензируемых ВАК, и получен 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 169 страницах основного текста, включает 39 рисунков и 29 таблиц. Список литературы содержит 189 источников российских и зарубежных авторов.
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре научно – технической литературы систематизированы данные по разным видам выпечки. Отмечается, что выпечка является одной из важнейших стадий приготовления хлеба, в значительной степени определяющей структуру и качество готовых изделий. При прогреве тестовых заготовок в них происходит ряд процессов, тесно связанных между собой и взаимно влияющих друг на друга. Основными компонентами муки и теста является крахмал и белок, которые, претерпев ряд изменений в своей структуре, обеспечивают получение уникального продукта – хлеба. На характер и интенсивность протекания этих процессов значительное влияние оказывают технологические факторы, основными из которых являются свойства муки и тестовых заготовок, а также режим выпечки изделий. При выпечке хлеба в тестовой заготовке происходят теплофизические, микробиологические, коллоидные, биохимические и другие процессы. Эти процессы взаимно влияют друг на друга, а интенсивность их протекания зависит от режима прогрева, энергии связи влаги с материалом и свойств тестовой заготовки.
Выпечка в значительной степени определяет структуру и качество готовых изделий. При прогреве тестовых заготовок в них происходит ряд процессов, тесно связанных между собой и взаимно влияющих друг на друга.
Наиболее распространенными способами передачи тепла к выпекаемой тестовой заготовке (ТЗ) являются:
- способы, при которых теплота к ТЗ подается извне: радиационно-конвективная выпечка; с генераторами коротковолнового инфракрасного (ИК) излучения, в атмосфере пара (насыщенного или сначала насыщенного, а затем перегретого);
- способы, при которых тепло генерируется по всей массе ВТЗ: электроконтактный (ЭК) нагрев; в электромагнитном поле высокой частоты (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ);
- способы с комбинированным подводом теплоты к ВТЗ: сначала используют ИК, затем ВЧ(или СВЧ); сначала - ЭК , затем ИК; сначала – ВЧ(или СВЧ), затем ИК.
У развивающейся хлебопекарной промышленности Вьетнама существует несколько проблем:
- недостаточное развитие ассортимента национальных видов хлебобулочных изделий;
- использование в рецептурах импортного сырья, что влечет за собой значительное удорожание продукции.
Выпечка хлебобулочных изделий “на пару” стала известна от народов Вьетнама. Во Вьетнаме большая часть хлебобулочных изделий из пшеничной муки употребляется в виде обработанных паром, а не выпеченных традиционным способом.
Технический прогресс в области хлебопекарного производства направлен на создание новых технических решений, которые позволяют не только сократить потери при производстве хлебобулочных изделий, но и улучшить их качество, повысить пищевую и биологическую ценность за счет включения в рецептуру нетрадиционных видов зерновых и крупяных культур и в результате использования новых видов термообработки тестовых заготовок.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исследования проводили в лабораториях кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств», кафедры «Биотехнология» Федерального бюджетного государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «МГУПП». Испытания проводили в условиях ООО “Бамбук-Трэвэл”, кафе “Блюз” г. Москва.
2.1 Объекты и методы исследования
В работе использовали общепринятые и специальные методы оценки свойств сырья, полуфабрикатов и качества готовых изделий.
При проведении исследований использовали 3 пробы пшеничной муки высшего сорта и 3 пробы рисовой муки “Май Фыонг”. Показатели качества пшеничной и рисовой муки приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Показатели качества пшеничной и рисовой муки
|
Наименование показателей |
Значение показателей качества проб муки | |||||
|
Пшеничная мука |
Рисовая мука | |||||
|
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 | |
|
Влажность, % |
13,7 |
13,8 |
13,8 |
11,8 |
11,8 |
12,0 |
|
Кислотность,град. |
2,8 |
2,8 |
2,9 |
3,0 |
3,1 |
3,1 |
|
Количество клейковины, % |
27 |
29 |
28 |
- |
- |
- |
|
Качество клейковины, ед.пр. ИДК |
70 |
72 |
73 |
- |
- |
- |
|
Число падения, с |
280 |
282 |
285 |
380 |
384 |
390 |
В качестве корректирующих добавок были использованы ферментные препараты амилолитического действия, сухая пшеничная клейковина, комплексные хлебопекарные улучшители БиоРос «Колорит», БиоРос «Классик». Показатели качества сухой пшеничной клейковины приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Показатели качества сухой пшеничной клейковины
|
Физико–химические показатели: | |
|
Внешний вид |
Тонко измельченный порошок кремового цвета |
|
Потери при высушивании |
<8% |
|
Содержание протеина в пересчете на сухие вещества |
>83% |
|
Размер частиц остаток на на сите 200 МК |
<1% |
|
Крахмал |
10 % |
|
Продолжение таблицы 2 | |
|
Жир |
3 % |
|
Содержание целлюлозы |
0,5 % |
|
Зола |
0,7 % |
|
Фосфор |
0,15 % |
|
Кальций |
0,1 % |
|
Натрий |
0,05 % |
|
Хлор |
0,1 % |
|
Калий |
0,1 % |
|
Магний |
0,03 % |
|
Остаток после прокаливания |
1 % |
|
Влагоудерживающая способность |
160 % |
|
Энергическая ценность, расчитывается на 100 г продукта |
1564 кДж (368 ккал) |
|
Микробиологические показатели: | |
|
МАФаНМ,КОЕ/г |
<50000 |
|
Дрожжи, КОЕ/г |
<500 |
|
Плесень,КОЕ/г |
<500 |
|
E.coli |
Отсутствует в 1 г |
|
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы |
Отсутствует в 25 г |
В работе использовали следующие приборы:
– Амилотест AT –97;
– Реоферментрометр фирмы «Chopin»;
– Фаринограф фирмы Брабендер;
– Миксолаб фирмы «Chopin».
Оценку состояния белково–протеиназного комплекса, вязкость, кристаллизацию и ретроградацию крахмала в температурном диапазоне от 30 до 900С пшеничной и рисовой муки и их смеси осуществляли на приборе «Миксолаб» (фирмы “Chopin” – Франция). Водопоглотительную способность пшеничной муки и смеси пшеничной и рисовой муки, а также время образования теста, стабильность, стойкость, эластичность, разжижение теста при замесе определяли на приборе фаринограф.
Тесто готовили безопарным способом, замес теста осуществляли до готовности. После замеса теста продолжительность созревания определялась по кинетике кислотонакопления. Окончательную расстойку тестовых заготовок проводили в шкафу для окончательной расстойки The Bailey 505–SS Fermentation Cabinet (фирма “National MFG Company” – США).
Термическую обработку тестовых заготовок проводили в бытовых электрических пароварках IR – 5096 и BRAUN.С помощью мультиметра проводили измерения температуры внутри тестовой заготовки.
Математическую обработку результатов исследований проводили с помощью программ MS Excel Статистика 6.0.
Расчет химического состава паровых хлебобулочных изделий проводили согласно методике «Методического руководства по определению химического состава и энергетической ценности хлебобулочных изделий», 2008г.
Определение антиоксидантной емкости проводили на спектрофотометре Carry 100 Bio.
2.2 Результаты исследований и их анализ
На основе поставленной цели и задач исследований, заключающихся в разработке технологии паровых хлебобулочных изделий из пшеничной и смеси пшеничной и рисовой муки, проведены комплексные экспериментальные работы по научному обоснованию и изучению влияния продолжительности термической обработки тестовых заготовок в атмосфере нагретого пара при рациональной продолжительности брожения теста и расстойки тестовых заготовок, а также исследования по влиянию корректирующих добавок на технологический процесс, химический состав и качество паровых хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и рисовой муки. Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.
2.2.1 Определение рациональной продолжительности брожения теста и расстойки тестовых заготовок для хлебобулочных изделий, приготовленных в атмосфере нагретого пара
Предварительными исследованиями технологии паровых хлебобулочных изделий установлен способ приготовления теста и рецептура для паровых хлебобулочных изделий из пшеничной муки. В рецептуре изделий использована мука пшеничная высшего сорта, инстантные дрожжи, сахар-песок, соль поваренная пищевая, маргарин, улучшитель хлебопекарный БиоРос «Колорит или Классик». Рациональная продолжительность брожения теста составила 150 мин.
Установлена масса тестовых заготовок для паровых хлебобулочных изделий, которая составила 45-50г.
Для определения рациональной продолжительности расстойки тестовых заготовок для изделий, приготовленных в атмосфере нагретого пара, была проведена серия опытов с различной продолжительностью расстойки. Продолжительность расстойки варьировалась в диапазоне от 10 до 30 мин. В качестве критериев оценки тестовых заготовок использовали
Исследование процесса приготовления паровых хлебобулочных изделий (ПХИ) из пшеничной и смеси пшеничной и рисовой муки
Исследование процесса термообработки ТЗ в атмосфере насыщенного пара
Определение параметров брожения и расстойки тестовых заготовок (ТЗ) для ПХИ
Выбор максимальной дозировки рисовой муки для ПХИ
Определение ВПС смесей и реологических показателей полуфабрикатов
Оптимизация рецептуры ПХИ с рисовой мукой
Изучение влияния сухой пшеничной клейковины и комплексных хлебопекарных улучшителей на реологические свойства полуфабрикатов и качество готовых ПХИ
Определение органолептических и физико – химических показателей ПХИ
Расчет химического состава ПХИ
Определение антиоксидантной емкости ПХИ
Апробация технологии ПХИ
Разработка пакета технической документации на технологию ПХИ
Рисунок 1 – Структурная схема исследования
следующие показатели: массу заготовок до и после расстойки, а также их высоту, диаметр и формоустойчивость. Результаты опытов представлены в таблице 3.
Согласно данным, приведенным в таблице 3, масса тестовых заготовок в процессе расстойки несколько увеличивается вследствие сорбции водяного пара, который входит в состав паровоздушной среды расстойной камеры. В среднем это увеличение составляет 0,2 г или 0,4 % от начальной массы заготовок.
Таблица 3 – Влияние продолжительности расстойки на характеристики тестовых заготовок
|
Показатели |
Обозначения |
Продолжительность расстойки ТЗ, мин | ||||
|
10 |
15 |
20 |
25 |
30 | ||
|
Масса ТЗ перед расстойкой, г |
m0 |
50,1 |
50,1 |
50,1 |
50,1 |
50,2 |
|
Масса ТЗ после расстойки, г |
m1 |
50,2 |
50,2 |
50,4 |
50,3 |
50,5 |
|
Высота ТЗ перед расстойкой, мм |
h0 |
35 |
35 |
36 |
36 |
37 |
|
Высота ТЗ после расстойки, мм |
h1 |
36 |
37 |
42 |
40 |
39 |
|
Диаметр ТЗ перед расстойкой, мм |
d0 |
50 |
51 |
50 |
51 |
50 |
|
Диаметр ТЗ после расстойки, мм |
d1 |
66 |
73 |
76 |
79 |
85 |
|
Формоустойчивость ТЗ перед расстойкой |
h0/d0 |
0,70 |
0,69 |
0,72 |
0,71 |
0,74 |
|
Формоустойчивость ТЗ после расстойки |
h1/d1 |
0,54 |
0,51 |
0,55 |
0,51 |
0,46 |
По мере увеличения длительности расстойки конечная высота заготовок сначала увеличивается, достигая максимального значения, а затем этот размер начинает уменьшаться. Исходя из полученной зависимости, был сделан вывод о том, что рациональная продолжительность расстойки близка к 20 мин. Этот же вывод подтверждается органолептическим определением готовности тестовых заготовок к последующей термической обработке.
В отличии от высоты, диаметр тестовых заготовок в процессе расстойки постоянно увеличивается.
Объемы тестовых заготовок определенны по форме:
V=0,62*d2*h – 0,08*d*h2 (1)
где d – диаметр тестовых заготовок изделий
h – высота тестовых заготовок изделий
Показатель формоустойчивости тестовых заготовок через 25 мин от начала расстойки практически не меняется и составляет в среднем 0,53. При продолжительности расстойки более 25 минут этот показатель существенно уменьшается до 0,46, с учетом того, что перед расстойкой он имел значение близкое к 0,71. Перед расстойкой тестовые заготовки имеют округлую форму. В процессе расстойки тестовые заготовки приобретают менее округлую форму, которая после определенного времени ухудшается и становится расплывчатой (сплошные линии на рисунке 2).
Установлен рациональный диапазон продолжительности расстойки тестовых заготовок для паровых хлебобулочных изделий, который находится в интервале от 20 до 25 минут, при этом высота расстоявшихся тестовых заготовок составляет 40–42 мм, диаметр 77–79 мм, а формоустойчивость 0,52–0,53.
Рисунок 2 – Изменение формы тестовых заготовок в процессе расстойки
следующая страница>