Перспективы применения отечественных экструзионных ингредиентов в хлебопекарном производстве

14.11.2016

к.т.н., доцент Жиркова Е.В., д.т.н., доцент Мартиросян В.В.
 Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал)
 ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет»
(г. Пятигорск)

д.т.н., профессор Малкина В.Д.
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет
технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)»
Севрюкова Т.А.
ООО «Ярмарка ППИ»

В настоящее время особое внимание специалистов пищевых предприятий России направлено на разработку технологий отечественных конкурентоспособных пищевых продуктов и ингредиентов, что позволит снизить зависимость от импорта и обеспечить потребности населения в качественном продовольствии. Распоряжением правительства РФ №1948-р от 02.10.2014 г. утвержден план мероприятий (дорожная карта) по содействию импортозамещения в сельском хозяйстве на 2014-2015 годы. В плане предусмотрено внесение изменений в указ Президента Российской Федерации от 30 января 2010 г. № 120 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации». Министерством сельского хозяйства подготовлен проект указа, включающий пункт о необходимости повышения уровня продовольственной независимости, предлагается обеспечить развитие производства материально-технических ресурсов для увеличения объемов сельскохозяйственной продукции и продовольствия, в том числе для выпуска отечественных ингредиентов для пищевой и перерабатывающей промышленности.

На современных хлебопекарных предприятиях используется значительное количество импортных ингредиентов и хлебопекарных улучшителей, способствующих ускорению технологического процесса, корректирующих качество основного сырья и придающих хлебобулочным изделиям профилактические свойства. Однако, в настоящее время часть импортных ингредиентов включена в санкционный список и в связи с этим имеются ограничения по поставкам их в Российскую Федерацию. Тем не менее, компании-импортеры поставляют запрещенную продукцию через третьи страны, что привело к повышению ее стоимости и соответственно к снижению доступности для хлебопекарных предприятий. В связи с вышеизложенным, поиск и применение отечественных ингредиентов для повышения качества хлебобулочных изделий являются актуальными.

Анализ научной литературы [2, 3, 4, 6, 7] показал перспективность экструзионной обработки растительного сырья и его дальнейшее использование в пищевых технологиях. Термопластическая экструзионная обработка, совмещающая термо-, гидро- и механическое воздействие на компоненты, позволяет модифицировать свойства биополимеров растительного сырья и обеспечивает получение пищевых полуфабрикатов с новыми свойствами.

На рынке производителей экструзионных ингредиентов одно из ведущих мест занимает ООО «Ярмарка ППИ», являющаяся современной, динамично развивающейся компанией, на протяжении 20 лет производящей различную продукцию из злаковых и бобовых культур — текстурированную муку и панировочные сухари из различных видов зерна, фасованные крупы, смеси из круп с овощами и т.д. Предприятие вырабатывает методом термопластической экструзии широкий ассортимент муки текстурированной: пшеничную, ржаную, ячменную, кукурузную, овсяную, гречневую, гороховую, солодовую.

В России значительный объем вырабатываемых хлебобулочных изделий составляет продукция, содержащая солодовые ингредиенты. Внесение солода интенсифицирует процесс брожения теста, способствует активному протеканию реакции меланоидинообразования при выработке хлеба, что формирует уникальный аромат и вкус изделий. Подобные хлебобулочные изделия пользуются большим спросом, что связано с традиционными потребительскими предпочтениями населения страны.

Теоретический и практический интерес со стороны хлебопеков представляет мука натуральная текстурированная солодовая (МНТ солодовая), вырабатываемая из экологически чистого, генетически не модифицированного отечественного зернового сырья. Применение МНТ (мука натуральная текстурированная) солодовой возможно в технологии хлебобулочных изделий взамен солода ржаного ферментированного.

Целью представленных исследований является определение влияния МНТ солодовой на показатели качества хлеба из пшеничной муки.

МНТ солодовая (ТУ 9293-002-91293841-2014) — мелкодисперсный сыпучий порошок, без посторонних примесей, без включений частиц неэкструдированного сырья, цвет от светло-коричневого до темно-коричневого. Физико-химические показатели МНТ солодовой: влажность – не более 10%, размер частиц – не более 0,5 мм, объёмная масса – 350-370 г/л, водоудерживающая способность – 420-450%.

Исследовали влияние МНТ солодовой взамен солода ржаного ферментированного на показатели качества хлеба из пшеничной муки. Исследования проводили в лаборатории кафедры «Технология продуктов питания и товароведения» филиала СКФУ в г. Пятигорске. В качестве контроля использовали хлеб, приготовленный по рецептуре, в состав которой входит мука пшеничная хлебопекарная первого сорта, дрожжи хлебопекарные прессованные, соль поваренная пищевая, сахар-песок, маргарин, кориандр и солод ржаной ферментированный в количестве 7% от массы пшеничной муки. МНТ солодовую вносили в тесто в количестве 3, 5 и 7 % от массы пшеничной муки, исключая внесение солода ржаного ферментированного. Мука пшеничная хлебопекарная для приготовления хлеба соответствовала требованиям ГОСТ Р 52189.

Определяли влияние МНТ солодовой на количество и качество клейковины пшеничной муки первого сорта. МНТ солодовую вносили в пшеничную муку в количестве 3, 5 и 7 % от ее массы. Контролем служила проба пшеничной муки без добавлений. Клейковину отмывали по стандартной методике — ГОСТ 27839-2013.
Результаты определения количества и качества клейковины представлены в таблице 1.

Наименование показателя

Контроль,

без добавлений

С добавлением МНТ солодовой,

% от массы пшеничной муки

3

5

7

Количество, %

30,8

30,1

29,6

28,8

Растяжимость, см

18

17

16

15

Качество, ед. ИДК-4

83

81

80

77

Гидратационная

способность, %

185

183

181

180

Таблица 1 — Влияние МНТ солодовой на количество и качество клейковины пшеничной муки

По данным, представленным в таблице 1, видно, что добавление МНТ солодовой к пшеничной муке в количестве 3%, 5% и 7% приводило к уменьшению количества сырой клейковины на 0,7%, 1,2% и 2%, соответственно. Возможно, экструзионная обработка солодовой муки способствовала увеличению содержания водорастворимых низкомолекулярных фракций белка.

При добавлении к пшеничной муке МНТ солодовой в количестве от 3% до 7 %, происходило укрепление клейковины по сравнению с контрольной пробой на 2,4% — 7,2 % соответственно, что можно объяснить следствием электростатического взаимодействия между белковыми молекулами и продуктами гидролитического расщепления крахмала с образованием белково-полисахаридных комплексов.

О состоянии углеводно-амилазного комплекса смеси пшеничной муки и МНТ солодовой судили по показателю числа падения (ЧП). Определение показателя ЧП проводили на приборе ПЧП-3 по методу, описанному в ГОСТ 27676. На рисунке 1 представлены показатели ЧП.

Hbceyjr 1

Рисунок 1 — Влияние МНТ солодовой на показатель ЧП пшеничной муки

По результатам проведенных исследований установлено, что добавление МНТ солодовой к пшеничной муке способствует снижению вязкости водно-мучной суспензии. Внесение МНТ солодовой в количестве 3%, 5% и 7% приводило к уменьшению ЧП пшеничной муки на 5,7%, 11,4% и 15,3% соответственно. Вероятно, простые углеводы, образовавшиеся в результате экструзионной обработки зернового сырья, явились дополнительным субстратом для действия амилаз, что способствовало уменьшению ЧП пшеничной муки. Можно предположить, что использование МНТ солодовой будет способствовать интенсификации процесса брожения теста из пшеничной муки с пониженной активностью амилолитических ферментов.     

Изучали влияние МНТ солодовой на физико-химические и органолептические показатели качества хлеба из пшеничной муки, реологические свойства мякиша, сохранение свежести хлеба. Физико-химические показатели качества хлеба представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Физико-химические показатели качества хлеба из пшеничной муки с добавлением МНТ солодовой

Наименование показателей

Хлеб с добавлением, % от массы пшеничной муки:

солода ржаного ферментированного,

7 (контроль)

МНТ солодовой

3

5

7

Влажность, %

41,5

42,1

42,7

43,0

Кислотность, град

3,8

3,4

3,4

3,6

Пористость, %

71,7

68,5

67,8

62,4

Формоустоучивость, H/D

0,46

0,47

0,52

0,52

Выход хлеба, %

136,4

137,9

138,8

139,2

Установлено, что использование МНТ солодовой приводило к увеличению влажности хлеба на 0,6% — 1,5%. Повышение влажности хлеба, вероятно, обусловлено показателем водопоглотительной способности применяемой МНТ солодовой — после экструзионной обработки, образующиеся декстрины способны удерживать значительное количество влаги. По данным, представленным в таблице 2, хлеб из пшеничной муки с добавлением МНТ солодовой характеризовался снижением кислотности и пористости. Известно, что накопление кислотности при брожении теста преимущественно связано с действием нетермофильных гомоферментативных молочнокислых бактерий, вносимых с мукой и дополнительными ингредиентами. Экструзионная обработка солодовой муки происходила при температуре 160-180оС, что приводило к снижению содержания нетермофильных бактерий, вследствие возможной стерилизации. В зависимости от количества вносимой МНТ солодовой отношение высоты к диаметру хлеба превосходило данный показатель готовых изделий с солодом ржаным ферментированным на 2,1%-11,5%.

Органолептические показатели качества хлеба с добавлением МНТ солодовой представлены на рисунке 2.
Безымянный

Рисунок 2 – Профилограмма органолептических показателей хлеба с добавлением МНТ солодовой

По органолептическим показателям следует отметить, что в опытных пробах хлеба структура мякиша была мелкопористой, равномерной, без крупных воздушных включений. Хлеб с добавлением МНТ солодовой в количестве 3% по органолептическим показателям отличался легким солодовым ароматом и вкусом, цвет корки хлеба был светло-коричневым с желтоватым оттенком. Органолептические показатели качества хлеба с добавлением МНТ солодовой в количестве 5% были лучшими: мякиш равномерно пористый, ярко выраженный вкус, приятный оттенок в аромате, цвет корок светло-коричневый. При увеличении количества МНТ солодовой до 7% отмечалось некоторое уплотнение мякиша хлеба, цвет корок коричневый.

На основании полученных результатов установлено, что внесение МНТ солодовой в количестве 5% при выработке хлеба из пшеничной муки способствует формированию привлекательных органолептических показателей готовых изделий, преимущественно улучшаются состояние поверхности, структура мякиша, вкус и аромат хлеба.

Одним из важнейших экономических показателей в хлебопекарном производстве является выход хлеба, характеризующий количество готовой продукции, полученной из сырья в соответствии с рецептурой. Установлено увеличение выхода хлеба (на 2,4%) при внесении МНТ солодовой в количестве 5%, что свидетельствует о целесообразности применения МНТ солодовой в технологии хлебобулочных изделий.

При хранении хлеба происходит изменение его качества. Оценку реологических свойств готовых изделий в процессе хранения определяли по методу инструментального контроля степени черствости мякиша изделий на приборе «Структурометр» [5]. Предусмотрено определение кинетики изменения усилий, возникающих в процессе сжатия пробы мякиша с целью определения его общей, упругой и пластической деформации.

Исследовали изменение реологических характеристик мякиша хлеба с добавлением МНТ солодовой в количестве 5% при хранении в течение 7 суток при температуре 200С. Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3 — Изменение общей, упругой и пластической деформаций хлеба в процессе хранения

Наименование проб хлеба из пшеничной муки первого сорта

Период хранения, сутки

Деформация мякиша хлеба, мм

Общая

Упругая

Пластическая

С добавлением солода ржаного ферментированного, 7% (контроль)

1

15,48

3,45

12,03

2

13,21

3,32

9,89

3

11,42

2,85

8,57

4

10,29

2,92

7,37

5

10,38

2,64

7,74

6

10,55

2,60

7,95

7

10,51

2,53

7,98

С добавлением МНТ солодовой, 5%

1

11,21

3,55

7,66

2

10,37

3,44

6,93

3

9,59

3,26

6,33

4

8,78

3,12

5,66

5

8,22

2,92

5,30

6

8,08

2,89

5,19

7

7,91

2,84

5,07

Опыты показали (таблица 3), что контрольная проба хлеба в течение 3 суток хранения характеризовалась значительной динамикой снижения общей деформации мякиша, в сравнении с последующим периодом хранения. Это мжно объяснить процессом ретроградации крахмала, при котором происходит агрегация структурных элементов, приводящая к уплотнению молекул крахмала и выделению влаги, поглощенной при его клейстеризации. Далее при последующем хранении происходило незначительное увеличение общей деформации (на 2,5%), обусловленное изменением структуры белковых веществ.

При хранении опытной пробы хлеба с добавлением МНТ солодовой изменение физического состояния мякиша протекало медленнее. В течение 3-4 суток хранения не наблюдалось значительного уплотнения мякиша хлеба. По всей вероятности наличие большого количества водорастворимых пентозанов в солодовой муке, способствовало снижению скорости ретроградации крахмала, препятствуя агрегации амилопектина.

В процессе хранения контрольной пробы хлеба наблюдалось снижение упругой деформации на 7 сутки (на 27%), тогда как данный показатель опытной пробы хлеба снизился на 20%.

Для объективной оценки процесса черствения хлеба применяли метод, основанный на сравнении углов наклона контрольной и экспериментальной проб между лучами, отражающими показатели общей деформации мякиша [1]. Сравнивали углы наклона лучей, отражающих средние изменения общей дефромации мякиша в процессе хранения хлеба и лучами, направленными параллельно оси абсцисс из точки первого значения показателя общей деформации мякиша в первый день хранения (рисунок 3).Рисунок 3

Рисунок 3 — Изменение общей деформации мякиша хлеба при хранении

На рисунке 3 видно — угол В1, характеризующий процесс черствения хлеба с добавлением солода ржаного ферментированного равен 24о, тогда как угол В2, относящийся к хлебу, содержащему МНТ солодовую, — 15о. Данные анализа свидетельствовали, что переход структуры мякиша хлеба контрольной и опытной проб из аморфного состояния в кристаллическое происходил с разной скоростью, а именно процесс черствения хлеба с добавлением МНТ солодовой протекал медленнее по сравнению с хлебом, содержащим ржаной ферментированный солод.

Таким образом, проведенные исследования показали целесообразность применения в технологии хлеба из пшеничной муки МНТ солодовой в количестве 5%, что приводит к улучшению органолептических и физико-химических показателей качества хлеба, увеличению выхода и замедлению процесса черствения изделий.

Применение МНТ солодовой позволит использовать для производства хлебобулочных изделий муку пшеничную с высоким показателем числа падения, что особенно актуально в южных регионах России. Внесении МНТ солодовой будет способствовать интенсификации процесса брожения теста, активному накоплению вкусовых и ароматических веществ.

Наличие декстринов в МНТ солодовой повышает ее водопоглотительную способность и влажность теста, что может обеспечить увеличение выхода хлеба. В условиях экономической нестабильности важное значение имеет увеличение выхода изделий, особенно при отсутствии изменений технологических параметров выработки изделий.

Более длительное сохранение свежести готовых изделий с добавлением МНТ солодовой позволит минимизировать риски возврата продукции из торговой сети, что может положительно отразиться на рентабельности производства.

Разработана техническая документация на новые изделия с применением МНТ солодовой. Проведены производственные испытания выработки хлебобулочных изделий с применением МНТ солодовой в условиях ПК «Минераловодский хлебокомбинат». Подтверждено улучшение органолептических и физико-химических показателей качества изделий, увеличение выхода и более длительное сохранение свежести хлеба. После проведенных экономических расчетов и положительного отклика потребителей на предприятии приступили к серийному выпуску хлеба из пшеничной муки с добавлением МНТ солодовой.

Можно заключить, что применение в хлебопекарном производстве отечественных экструзионных продуктов, в частности муки натуральной текстурированной солодовой, позволит заменить как традиционное сырье, так и импортные ингредиенты, что будет способствовать укреплению продовольственной независимости и импортозамещению в хлебопекарной отрасли.

Журнал «Хлебопродукты» № 2, 2016 г.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Болтенко, Ю.А. Разработка реологических критериев управления свойствами пшеничного теста и качеством хлебобулочных изделий: дисс… канд. техн. наук: 05.18.01/ Болтенко Юрий Алексеевич. — М., МГУПП, 2010. — 177 с.
  2. Краус, С.В. Использование экструдированной пшеничной муки при производстве кондитерских изделий / С.В. Краус, Е.В. Балаева, Е.А. Бочагов, И.А. Денисюк // Хлебопродукты. – 2012. — N 8. — С. 58-60.
  3. Люнина, Е.М. Влияние параметров экструзионной обработки ржаного солода на содержание водорастворимых веществ в экструдате / Е.М. Люнина, С.В. Краус, B.C. Иунихина // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. — N 4. — С. 24-25.
  4. Магомедов, Г. О. Экструзионная технология пищевых продуктов / Г.О. Магомедов, А.Ф. Брехов, В.Я. Черных, В.П.Юрьев // Пищевая промышленность. – М. — 2003. — №12. – С. 10 – 14.
  5. Максимов, А.С. Лабораторный практикум по реологии сырья, полуфабрикатов и готовых изделий хлебопекарного, макаронного и кондитерских производств / А.С. Максимов, В.Я. Черных // М.: Издательский комплекс МГУПП. — 2004. — 163 с.
  6. Малкина, В.Д. Модификация свойств растительного сырья в процессе экструзионной обработки: монография / В.Д. Малкина, В.В. Мартиросян, Е.В. Жиркова // Пятигорск: РИА КМВ. — 2013. — 165 с.
  7. Остриков, А.Н. Экструдированные белковые текстураты из зернобобовых культур / А.Н. Остриков, В.Н. Василенко, Е.А. Татаренков, М.В. Копылов // Мясная индустрия. – 2009. — N 10. — С. 31-33.

Назад к списку новостей