Совершенствование технологии сдобных изделий из замороженных полуфабрикатов

Вперше методом електронно-скануючої мікроскопії встановлено, що низькотемпературна обробка тістових заготовок призводить до ущільнення білкової молекули. Це зумовлює зниження консистенції тіста і активності його ферментів, погіршення об'єму і формостійкості хлібобулочних виробів. Визначено основні закономірності зміни структурно-механічних властивостей здобного тіста, залежно від тривалості низькотемпературної обробки.

Науково обгрунтовано і експериментально встановлено, що використання композиції харчових добавок у складі сухої пшеничної клейковини, ферментного препарату «Глюзим»10000 і аскорбінової кислоти зумовлює покращання структурно-механічних властивостей тіста, внаслідок взаємодії структурних компонентів тіста і добавок. Методом експериментально-статистичного моделювання встановлено оптимальний склад композиції з цих добавок.

Виявлено, що внаслідок низькотемпературної обробки тістових заготовок, знижується у випечених з них виробах вміст вітамінів Ві, В₆ і РР на 3-5%. Проте ці вироби краще зберігають свіжість, про що свідчить їх органолептична оцінка і вміст зв'язаної води у м'якушці, краще атакуються ферментами шлунково-кишечного тракту пепсином і трипсином.

Практичне значення одержаних результатів. Запропонована удосконалена технологія здобних виробів із заморожених тістових напівфабрикатів із середнього по силі борошна, яка забезпечує покращання споживчих властивостей здобних виробів при застосування композиційної суміші добавок, що складається із сухої клейковини, аскорбінової кислоти та ферментного препарату «Глюзим» 10000.

На основі порівняльної оцінки стійкості дріжджів вітчизняних виробників до низької температури, рекомендовані для застосування, при

виробництві здобних виробів із заморожених тістових заготовок, пресовані дріжджі Львівські «Ефект 15» та Криворізькі «Рекорд оранжевий». ,

Результати досліджень використані при розробленні технологічних рекомендацій по застосуванню композиційної суміші добавок у хлібопекарській промисловості при застосуванні низькотемпературної обробки тістових заготовок.

Матеріали досліджень використовуються в навчальному процесі.

Особистий внесок здобувань. Автором особисто проведені дослідження по вивченню технологічних властивостей СПК, аскорбінової кислоти та ферментних препаратів «Фунгаміл супер БР» та «Глюзим» 10000 при використанні їх у хлібопекарській промисловості, їх вплив на процеси дозрівання тіста і якість здобних виробів із заморожених тістових заготовок з борошна середньго по силі. Проведено розроблення та оптимізація композиційної суміші добавок для виготовлення здобних виробів із заморожених тістових заготовок.

Аналіз і узагальнення результатів проведені спільно з науковим керівником д.т.н., проф., чл.-кор. УААН В.І.Дробот. Дослідження мікроструктури тіста проведені спільно із Інститутом ботаніки ім.М.Г.Холодного HAH України. Дослідження структурно-механічних властивостей тіста - спільно з співробітниками Лабораторії сертифікації та ідентифікації рослин. Автором особисто також підготовлені публікації наукових статей.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на 69, 71, 73 наукових конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів Національного університету харчових технологій (м. Київ, 2003-2007рр.).

Результати роботи апробовані й підтверджені у виробничих умовах хлібокомбінату №5 м. Львова.

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 7 друкованих праць, з них 4 статті у фахових виданнях, перелік яких затверджений ВАК України та 3 тези доповідей наукових конференцій.

Структура дисертації та об'єм роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, семи розділів, висновків, списку бібліографічних джерел (169 найменувань) і додатків. Основні матеріали викладені на 143 сторінках друкованого тексту, містять 24 рисунки та 29 таблиць.

 

РОЗДІЛ 1

Проблема забезпечення населення свіжими хлібобулочними

виробами.

 

1.1. Черствіння хлібобулочних виробів та способи подовження тривалості збереження їх свіжості

Подовження терміну зберігання харчових продуктів є актуальною проблемою сьогодення. Хлібобулочні вироби мають порівняно з іншими харчовими продуктами невеликий термін зберігання, а їх свіжість є одним з основних показників якості.

При зберіганні хліба знижуються його споживчі властивості, м'якушка набуває жорсткості, погіршується її пружність та еластичність, скоринка - з блискучої та хрумкої перетворюється на тмяну та тверду, втрачаються смак і аромат, притаманні свіжим виробам. Зовнішні ознаки черствіння хліба з'являються вже через 8-10 годин після випікання. На думку науковців [56], хліб стає черствим, коли стиснення його м'якушки зменшується на 40% у порівнянні із свіжевипеченим, а крихкість збільшується у 2,5-3 рази.

Черствіння хліба є результатом складних фізико-хімічних, колоїдних та біохімічних процесів. Вивченню цих процесів присвячені роботи багатьох дослідників [22, 64, 65 та інші].

Вважається, що черствіння хліба пов'язане зі старінням клейстеризованого крохмалю і денатурованих білків, а також зі зміною форм зв'язку вологи в м'якушці [29, 64].

Крохмаль представляє собою високомолекулярний полісахарид, зерна якого мають кристалічну структуру. При виготовлені хліба крохмальні зерна проходять стадії обмеженого набухання при замісі тіста та часткової клейстеризації при його випіканні, а також зв'язують вільну вологу тіста. При цьому вони набухають та збільшуються в об'ємі, їх структура набуває аморфного стану.

 

При зберіганні хліба відбувається зворотний перехід крохмальних зерен у кристалічний стан, тобто його ретроградація. На швидкість ретроградації крохмалю хліба впливає ступінь зміни водневих зв'язків гідроксильних груп амілозної та амілопектинової фракцій [56, 127], здатність його до гідратації, а також температура зберігання хліба. Під час старіння відбуваються зміни в самих крохмальних зернах - реорганізація між молекулами амілози та амілопектину, внаслідок чого зменшується об'єм крохмальних зерен та збільшується їх твердість [29].

Завдяки вказаним факторам під час черствіння хліба утворюються повітряні прошарки навколо крохмальних зерен, м'якушка хліба стає твердою і крихкою.

У процесі черствіння хліба відбуваються зміни у білковій фракції м'якушки. Ущільнюється структура клейковини, знижується її гідратаційна здатність, що призводить до збільшення жорсткості м'якушки [22].

Тобто, процес черствіння обумовлений як ретроградацією крохмальних зерен, так і змінами клейковинних білків. Враховуючи, що зміни в білках відбуваються значно повільніше, ніж у клейстеризованому крохмалю, а вміст крохмалю у хлібі набагато більший, ніж білкових сполук, то основну роль у процесах черствіння хліба віддають кристалізації крохмалю.

Способи збереження свіжості хліба можна умовно розділити на дві групи: одні способи сприяють уповільненню чи маскуванню процесів черствіння, інші - направлені на запобігання сильного усихання хліба та збереження скоринки і прошарків м'якушки під скоринкою хліба у м'якому стані [56].

На уповільнення процесів черствіння позитивно впливає підвищений вміст білка борошна, що дозволяє обмежити набухання крохмалю за рахунок відбирання вологи та зменшити його подальшу ретроградацію. 'Внесення розчинних та нерозчинних пентозанів пшеничного борошна при приготуванні пшеничного тіста затримує кристалізацію крохмалю та подовжує термін зберігання свіжості хліба [152].

Для покращання якості і подовження свіжості хліба доцільно підвищувати вміст у борошні та тісті ліпідів, які здатні утворювати комплекси з білками та крохмалем тіста [22, 123].

Додавання білкових компонентів, а також цукру і продуктів гідролізу крохмалю дозволяє подовжити тривалість зберігання хліба. Сповільнюють процеси черствіння ферментні препарати та гідрофільні колоїди, що підвищують його гідрофільні властивості [29].

Роботами [22, 29, 27, 55] встановлено, що додавання поверхнево-активних речовин через утворення комплексів з крохмальними полісахаридами перешкоджає агрегації амілози та амілопектину, що відбувається у процесі старіння м'якушки хліба.

Використання глюкоамілазних та α-амілазних препаратів грибкового походження при приготуванні хліба значно підвищує в ньому вміст редукуючих цукрів, покращує фізичні властивості м'якушки та підвищує атакованість крохмалю β-амілазою. Це сприяє більш тривалому зберіганню свіжості хліба [88, 118].

На подовження свіжості хліба впливають параметри технологічного процесу виробництва. При інтенсивному механічному обробленні тіста зміцнюються його структурно-механічні властивості, відбуваються більш глибокі перетворення білкових речовин та крохмалю, що прискорює процес дозрівання тіста та сприяє покращанню якості хліба: збільшується його питомий об'єм, покращується структура пористості та стиснення м'якушки хліба. Такий хліб більш тривалий час зберігає свіжість [6, 129].

Застосування нижчих температур при бродінні та вистоюванні виробів сприяє більш глибокій гідратації білкової фракції тіста та набуханню крохмалю. Це в свою чергу призводить до уповільнення процесів, пов'язаних з черствінням [33, 92].

Широко застосовують для уповільнення черствіння хліба пакування готових виробів. Пакувальні матеріали не повинні змінювати органолептичні показники якості хліба, пропускати вологу і леткі речовини [90]. З цією

метою використовують поліетиленові та поліпропіленові харчові плівки, папір з поліетиленовим покриттям, целофан, а також парафінований папір.

Встановлено, що хліб найкраще зберігає свіжість в інтервалі температур від 60-90°С і нижче -20°С. При температурах від +24 до -ТС швидкість черствіння хліба максимальна. Висока температура зберігання викликає усихання і швидке мікробіологічне псування хліба. Отже, ефективним способом для подовження терміну зберігання хлібобулочних виробів є низькі температури.

Найбільш ефективним методом збереження свіжості та покращання якості хлібобулочних виробів є заморожування. Готові вироби заморожують та зберігають при температурах значно нижчих нуля. Для цього на хлібозаводах встановлюють холодильні камери. Охолоджені після випікання вироби, укладають на вагонетки та розміщують у камерах холодильників для заморожування та морозильного зберігання. По мірі необхідності їх розморожують та реалізують [31].

Л.Л. Твердохлеб дослідив вплив низьких температур на морфологічні зміни зерен пшеничного крохмалю хліба. Встановлено, що процес заморожування хліба є зворотнім. Заморжування хліба при температурі від -ЗО до -40°С не викликає помітного руйнування крохмальних зерен, вони стають більш щільними та компактними. Підвищення температури заморожування до -18°С спричиняє більший руйнівний вплив на крохмальну фракцію хліба. Температура -30°С є найбільш сприятливою для заморожування готових хлібобулочних виробів. Режими розморожування також впливають на якість виробів. Вважається, що для розморожування хліба оптимальною є температура 50°С, яка не впливає на послаблення внутрішньої структури крохмалю. При розморожуванні хліба при температурі вище 50°С спостерігається руйнування крохмального зерна тим інтенсиніше, чим вища температура розморожування. Внаслідок чого у всій масі крохмальних зерен відбувається помітна деформація, в результаті процесу вторинної клейстеризації крохмалю [49, 105].

Зберігання свіжості готових хлібобулочних виробів з використанням кріотехнологій можна подовжити до 10 діб без значних втрат якості*[22].

Однак, зберігання готових хлібобулочних виробів методом заморожування збільшує собівартість продукції через значні капітальні затрати та суттєву енергоємність.

Заморожуванню можуть піддаватися також напівфабрикати на різних технологічних стадіях: тісто, зформовані тістові заготовки, зформовані і частково вистояні тістові заготовки, частково випечені. Причому тістові заготовки у замороженому стані можуть зберігатися від декількох тижнів до 5-6 місяців [16, 60, 126].

Заморожування тістових заготовок відноситься до технології, що дозволяє подовжити у часі процес випікання. За даною технологією виготовляються в основному дрібноштучні булочні та здобні вироби. Зазвичай, заморожені тістові заготовки виробляють на спеціалізованих хлібозаводах чи пекарнях. Перед відправленням до споживача їх упаковують у поліетиленову плівку і картонні ящики та доставляють споживачу у спеціальному холодильному автотранспорті. При отриманні споживач може зберігати заморожену продукцію ще деякий час у холодильній камері або ж відразу розморозити за допомогою електрошафи чи СВЧ-печі та випекти [60, 62].

Заморожування тістових заготовок проводять до остаточного вистоювання або після часткового остаточного вистоювання. В останньому випадку ступінь вистоювання тістових заготовок зменшують у порівнянні із прийнятою за оптимальну при традиційному способі тістоприготування. Основне збільшення об'єму заготовки відбувається при випіканні [34].

Технологія заморожування частково випечених виробів передбачає остаточне вистоювання сформованих тістових заготовок, часткове їх випікання, а після цього охолодження, заморожування та морозильне зберігання. Мета часткового випікання полягає в отриманні напівготових виробів з достатньо твердою структурою. Після морозильного зберігання частково випечених виробів їх розморожують і випікають до стадії готовності та охолоджують. Тривалість зберігання вже готового хліба, отриманого з частково випеченого та замороженого, обмежена і складає біля 24 годин [13]. У порівнянні із виготовленням заморожених тістових заготовок недоліком даного способу є те, що при зберіганні частково випечені хлібні вироби займають в об'ємі набагато більше місця. Це призводить до підвищеної собівартості зберігання та транспортування.

Розморожують вироби у хлібосховищах за умов навколишнього середовища або у спеціальних шафах з температурою до 50°С. Розморожені вироби практично зберігають якість свіжевипечених [5].