 |
1.5.2 Использование дополнительного сырья и пищевых добавок в технологии ржаного, пшеничного и ржано-пшеничного хлеба
|
|
|
|
Применение в рецептуре ржаного и ржано-пшеничного хлеба нетрадиционных видов сырья значительно снижает потребительские свойства. Для улучшения физико-химических и органолептических показателей хлебобулочных изделий используются: сухая пшеничная клейковина, ферментые препараты, улучшители окислительного действия, растительные масла, пищевые волокна.
Сухая пшеничная клейковина
Пшеничная клейковина – белок, полученный методом влажной экстракции небелковых составляющих из пшеничной муки. Пшеничная клейковина характеризуется оригинальным свойством приобретать высокую вязкость - эластичность при гидратации [37, 38, 39].
Сухая пшеничная клейковина является натуральным ингредиентом, поэтому не существует пределов, ограничивающих ее количество при использовании в качестве добавки. Сухая пшеничная клейковина традиционно используется при производстве муки и хлебобулочных изделий. Более того, данные зарубежных публикаций и отечественные исследования показывают, что сухая пшеничная клейковина по сравнению с другими белковыми продуктами обладает более широким спектром функциональных свойств, что создает возможности ее разнообразного использования [36].
В мукомольном производстве сухая клейковина добавляется к муке низкого качества для получения муки удовлетворяющей требованиям стандарта. В европейских странах добавление клейковины к слабой муке обусловлено экономией, так как сильная пшеница является дорогостоящей и обычно импортируется из США и Канады [36].
В странах ЕС считается целесообразным добавление к муке европейских сортов пшеницы ( среднее содержание в ней сухого белка порядка 10%) от 1 до 2% сухой клейковины. При этом, улучшаются физические и реологические свойства теста и качество хлеба, а выпекаемый хлеб получается таким, что его качество соответствует хлебу, приготовленного из сортов пшеницы с содержанием белка 14-15% [74].
|
|
|
Таким образом, добавление клейковины к муке обеспечивает получение муки о заданным содержанием белка и хлебопекарными свойствами. Применение клейковины позволяет повысить водопоглощение при замесе теста, укрепить физические и реологические свойства теста; улучшить физико-химические и органолептические показатели качества хлеба; увеличить срок сохранения свежести готовых изделий, улучшить структурно-механические свойства мякиша, увеличить выход готовых изделий [7].
При выработке специальных сортов хлеба сухая клейковина применяется в количестве до 10% к массе муки. Наиболее широко клейковина используется при производстве хлебобулочных изделий, предназначенных, в первую очередь, для людей, страдающих диабетом.
За рубежом производятся добавки пшеничной клейковины порядка 2%, применяемые при изготовлении хлебобулочных изделий, таких как булочек, гамбургеров и другие. Применение клейковины повышает потребительские свойства изделий, улучшает вкус и делает их более привлекательными для потребителя [4].
Макаронная промышленность предъявляет особые требования к качеству сырья, обычно для производства макаронной муки используется зерно твердой пшеницы и мягкой высокобелковой пшеницы. Использование клейковины может расширить возможность применения обычной хлебопекарной муки и повысить качество макаронных изделий. Добавление клейковины к муке обеспечивает высокую прочность макаронным изделиям, усиливает сопротивление к разрушению и повышает их устойчивость при тепловой обработке. [15].
От 5 до 10% сухой пшеничной клейковины можно вводить в состав начинок для мучных кондитерских изделий. При этом получается начинка с влажностью 5-20%, что позволяет сохранить хрустящие свойства покровных слоев из вафель или бисквитов [15].
|
|
|
Сухая пшеничная клейковина используется для панировки и глазировки некоторых пищевых продуктов, так как применение жидкой и сухой панировки для жареных продуктов связано с рядом трудностей, особенно в случае выработки замороженных продуктов. Введение клейковины в состав смесей для обсыпки таких продуктов значительно повышает прилипание, уменьшает потери при приготовлении и улучшает внешний вид. При добавлении клейковины в жидкую панировку образуется пленка, уменьшающая потери жидкости и способствующая созданию хрустящей вкусной поверхности [39].
Добавка 1-2% клейковины при изготовлении пиццы улучшает консистенцию, уменьшает проникновение влаги из начинки в корку. Еще одно направление применения клейковины – приготовление готовых к употреблению зерновых завтраков, в состав которых входят пшеничные или овсяные отруби, жир, сушеные фрукты, орехи, витамины, минеральные добавки. Введение клейковины не только обогащает их белком, но и способствует связыванию витаминов и минеральных веществ [5].
Одним из важнейших показателей, характеризующих свойства пшеничной муки является количество клейковины. Клейковина выполняет две основные функции: является пластификатором, т. е. выполняет роль своеобразной смазки, придающей массе крахмальных зерен текучесть; является связующим веществом, соединяющим крахмальные зерна в единую тестовую массу. Первое свойство клейковины позволяет формовать тесто, второе — сохранять приданную тесту форму [75].
Пшеничная клейковина быстро абсорбирует воду, которая в два раза превышает собственный вес. Глютенин и глиадин, два основных белковых компонента пшеничной клейковины, влияющие в присутствии воды на получение вязкостных свойств. Сухая пшеничная клейковина с высоким молекулярным весом белковых фракций способствует получению эластичности, а глиадин с маленьким молекулярным весом придает растяжимость [5].
Клейковина пшеницы добавляется непосредственно в мучную массу до замеса. В зависимости от содержания клейковины в муке добавляется от 0, 5% до 3, 0%, при средней дозировке в 2, 0% достигается увеличение содержания клейковины в муке примерно на 4, 0%. При добавлении пшеничной клейковины необходимо добавлять также то количество воды, которое этой клейковиной связывается: при адсорбционной способности 200% добавляется вода в количестве 200% от количества используемой клейковины [15, 4].
|
|
|
Клейковина значительно повышает качественные показатели хлебобулочных изделий при всех способах тестоведения. Свойство клейковины в создании эластичной массы полезно используется при выпечке, когда газ, зародившийся от брожения дрожжей, сохраняется внутри эластичной структуры, образованной клейковиной. Продукция выпечки получается воздушной по структуре, ее объем повышается. Клейковина предупреждает опадение теста в стадии подъема. За счет улучшенной способности связывания воды повышается выход теста и срок сохранности выпекаемой продукции [7].
Пшеничная клейковина всегда смешивается сначала с мукой или с частью муки. Наилучший результат получается при учете в рецептуре объема воды, связываемого пшеничной клейковиной: обычное количество воды + связываемая клейковиной вода. Длительное смешивание и увеличение времени брожения улучшает окончательный результат. Используемое количество пшеничной клейковины в хлебопекарной промышленности зависит от содержания сырой клейковины в исходной муке, оно обычно составляет 1 -2% от массы продукта [7].
Однако при изготовлении сортов хлеба, содержащих рожь, количество клейковины может быть более 4%; при составлении рецептур диетического хлеба доза клейковины может быть увеличена от 3 до 6%; при выпечке булочек из муки грубого помола, а также хлеба с высоким содержанием клетчатки клейковину можно добавлять от 2 до 5%, а в особых случаях - вплоть до 10%.
Функциональные свойства глютена(основного белка клейковины) заключаются в высокой (до 300%) адсорбционной способности, образовании стабильной упругоэластичной структуры и термоустойчивости при температуре до 85°С. Поэтому применение глютена в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий позволяет:
|
|
|
• повысить водопоглотительную способность теста,
• укрепить физические свойства теста,
• улучшить физико-химические и органолептические показатели качества хлеба,
• увеличить срок хранения свежести готовых изделий,
• снизить крошковатость мякиша,
• увеличить выход готовых изделий на 2-7%.
Несмотря на то, что сухая пшеничная клейковина (СПК) довольно широко применяется в производстве хлеба, области её использования могут быть расширены за счет модификации её свойств. Выбор СПК обуславливался тем, что пшеница является одной из традиционных культур для производства хлеба и тем, что для расширения и улучшения сырьевой базы растительного белка подобные разработки востребованы и для производства других видов пищевых продуктов [5].
Таблица 7 – Физико-химические и микробиологические показатели 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 % |
| 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 |
Таблица 8 - Аминокислотный состав сухой пшеничной клейковины
| Аминокислотный состав | По отношению к азоту (в %) | Расчет на конечный продукт при 79% белка (в %) |
| Аспарагиновая кислота | 3, 3 | 2, 65 |
| Глутаминовая кислота | 39, 0 | 31, 2 |
| Аланин | 2, 9 | 2, 3 |
| Аргинин | 3, 7 | 3, 0 |
| Цистеин | 2, 9 | 2, 3 |
| Глицин | 3, 7 | 3, 0 |
| Гистидин | 2, 3 | 1, 85 |
| Изолейцин | 3, 6 | 2, 9 |
| Лейцин | 7, 0 | 5, 6 |
| Лизин | 1, 8 | 1, 45 |
| Метионин | 1, 9 | 1, 5 |
| Фенилаланин | 5, 0 | 4, 0 |
| Пролин | 11, 6 | 9, 3 |
| Серин | 5, 0 | 4, 0 |
| Треонин | 2, 7 | 2, 15 |
| Тирозин | 3, 3 | 2, 65 |
| Валин | 1, 0 | 0, 8 |
| Триптофан | 4, 0 | 3, 2 |
В таблице 7 представлены физико-химические и микробиологические показатели сухой пшеничной клейковины. СПК представляет тонкоизмельченный порошок кремового цвета, потери при высушивании составляют не более 8%, содержание протеина в пересчете на сухие вещества не менее 83%, размер частиц остаток на сите 200 МК составляет не более 1%, содержание крахмала составляет 10%, суммарное количество жира – 3%, содержание целлюлозы – 0, 5%, содержание минеральных веществ колеблется от 0, 03 до 0, 15%. Общая микробиологическая обсемененность сухой пшеничной клейковины не должна превышать 5. 103КОЕ/г, содержание дрожжей и плесеней не должно превышать 5. 102, патогенные микроорганизмы, в т. ч. сальмонеллы не допускаются в 25 г, E. coli - в 1г[36].
|
|
|
В аминокислотном составе сухой пшеничной клейковины обнаружено 18 аминокислот, из них глутаминовая кислота является преобладающей ( 31, 2%). В СПК обнаружено значительные количества пролина (9, 3%), лейцина (5, 6%), фенилаланина (4, 0%), глицина, триптофана (3, 0%)(таблица 5)[4].
Применение сухой пшеничной клейковины в технологии хлебобулочных изделий является перспективным в процесссе производства продукции с использованием зерновых и крупяных культур.
Применение комплексных хлебопекарных улучшителей в технологии хлебобулочных изделий
Учитывая сложный химический состав хлебопекарного сырья, многообразие его свойств, в отдельных случаях требующих корректировки, для выработки хлебобулочных изделий хорошего качества необходимо обеспечить оптимальное соотношение газообразующей и газоудерживающей способности путем одновременного воздействия на основные составные компоненты теста. С этой целью применяются улучшители целевого назначения [11].
Научные основы комплексного применения улучшителей включают установление оптимальных уровней наиболее значимых показателей хлебопекарных свойств муки, влияние на биотехнологические свойства дрожжей, реологические свойства теста и обусловлены синергизмом действия улучшителей [11].
Комплексное применение улучшителей на хлебопекарных предприятиях связано с определеннымитрудостями (напимер, раздельное дозирование). Более удобным является приготовление и применение порошкообразных многокомпонентных смесей-улучшителей.
Применение комплексных хлебопекарных улучшителей известно с 1932 г., при этом их производство было организовано, в основном, в США и Англии, затем в Германии, а в последующие годы практически во всех странах [111].
В состав первого отечественного комплексного улучшителяАркади (М. П. Нейман, 1929) были включены бромат калия, для активации дрожжей хлористый аммоний, сернокислый кальций и другие соли. Для удобства смешивания и лучшейсохраняемостиулучшителя в его состав включали также муку и поваренную соль [111].
В 90-е годы микробиологическое промышленностью России было освоено производство улучшителей комплексных хлебопекарных (УКХ), созданных в ГосНИИХП, которые содержали ферментный препарат Амилоризин П10х в качестве основного компонента, аммоний сернокислый, триполифосфат натрия, бромат калия в различных сочетаниях и соотношениях [111].
Соответственно были разработаны технологии смешивания и хранения компонентов, в которых одним из определяющих факторов является взрыво- и пожаробезопасность, особенно для компонентов с антипирогенными свойствами, а также факторов, влияющих на ферментативную активность отдельных компонентов.
В состав современных комплексных улучшителей входят ферментные препараты (амилаза, пентозаназа, протеаза, липаза, глюкозооксидаза и др. ), компоненты окислительного действия (аскорбиновая кислота, пероксид кальция, йодат калия, азодикарбонамид), ферментативно-активная (липоксигеназная) соевая мука, солод, поверхностно-активные вещества (лецитин, фосфатиды, моно- и диглицериды жирных кислот, стеароиллактилад натрия, эфиры моно- и диглицеридов винной и жирных кислот, эфиры сахарозы и жирных кислот и др. ), минеральные соли [111].
Минеральные соли используются для повышения бродильной активности дрожжей, способности их к размножению, для улучшения реологических свойств теста, в качестве ингибиторов споровых бактерий и других целей.
Так, фосфорнокислые и аммонийные соли являются дополнительным источником фосфора и аммония, необходимых для жизнедеятельности дрожжей. Размножение дрожжей ускоряется при обогащении питательной среды сульфатом аммония, углекислым и хлористым аммонием, сульфатом кальция. Для повышения бродильной активности дрожжей предложены соли сульфатов аммония, магния, кальция, цинка, марганца, гидрофосфат кальция и др. (С. Е. Траубенберг, 1985). Ионы аммония влияют на реологические свойства теста, повышают устойчивость теста к растяжению и увеличивают время образования теста. Сульфат аммония оказывает стабилизирующее действие на биологически активные субстанции (дрожжи, ферменты и др. ) [111]
Полифосфаты и смеси фосфатов обладают свойствами эмульгаторов, разрыхлителей, стабилизаторов активаторов ферментных систем муки, дрожжей и ферментных препаратов. Они повышают водопоглотительную способность муки и формоустойчивость изделий, способствуют сохранению свежести крахмалсодержащих продуктов, т. к. задерживают процесс кристаллизации крахмала, взаимодействуют с белками, образуя с ними комплексы. [111]
При использовании фосфорнокислых солей кальция, пирофосфата натрия стабилизируются реологические свойства теста, улучшается структура пористости изделий. Особенно эффективно действие фосфатов в присутствии улучшителей окислительного действия и амилолитических ферментных препаратов.
Минеральные соли, в состав которых сходят некоторые металлы, способны активировать или стабилизировать ферменты – например, кальций стабилизирует вторичную и третичную структуру молекулы α -амилазы. Имеются работы по повышению активности фосфолипазы в присутствии ионов металлов – магния, кальция. [111]
Для предотвращения картофельной болезни и плесневения хлеба при хранении используются соли-ингибиторы споровых бактерий – пропионат и ацетат кальция, ортофосфат кальция, корбат кальция и др.
Формирование состава комплексныхулучшителей в зависимости от цели применения.
Анализ ассортимента продукции, качества перерабатываемого сырья, структуры предприятий (хлебозавод, пекарня), способов тестоприготовления и в целом технологий хлебобулочных изделий показал необходимость применения комплексных улучшителей в отечественном хлебопекарном производстве:
- для переработки муки с пониженными свойствами – короткорвущейся или слабой клейковиной, пониженными ее содержанием, повышенной ферментативной активностью и др.;
- в качестве одного из основных элементов интенсивной («холодной») технологии;
- при непрерывных схемах тестоприготовления на хлебозаводах большой мощности;
- для диетических изделий с добавками, снижающими качество - потребительские свойства продукции;
- для технологий хлеба с удлиненными сроками хранения в упаковке с целью обеспечения микробиологической чистоты и снижения черствения мякиша хлеба;
- для технологий изделий на основе замороженных полуфабрикатов и др.
Разработка композиционного состава комплексных улучшителей целевого назначения (т. е. для каждой конкретной области применения) проводится с учетом механизма действия компонентов в тестовой системе [111].
Изучению механизма действия комплексных хлебопекарных улучшителей посвящен ряд работ. Одной из таких работ являются исследования А. Я. Пумпянского, результаты которых изложены в обширной статье «Химические улучшители хлеба и механизм их действия» (Труды центральной лаборатории 1-го Ленинградского государственного треста хлебопекарной промышленности, вып. IV, 1940) [111].
И. А. Попадич (1972) на примере улучшителя, содержащего бромат или йодат калия и ферментный препарат Амилоризин П10х, показано, что действие этого комплексного улучшителя связано с его влиянием на жизнедеятельность дрожжей в тесте: внесение бромата и йодата калия значительно увеличивало величину окислительно-восстановительного потенциала - гН2 в полуфабрикатах, что отрицательно влияет на жизнедеятельность дрожжей. При добавлении аскорбиновой кислоты величина гН2 снижалась и соответственно улучшались условия для дрожжей - повышение газообразования составило 15-20%. Совместное добавление аскорбиновой кислоты и бромата калия привело к созданию в опаре и тесте относительно более восстановительных условий, чем применение бромата калия [111].
Начиная с 90-х годов в России проводятся исследования по созданию комплексных улучшителей целевого назначения с широким использованием их в промышленности (Р. Д. Поландова, И. В. Матвеева, Г. Ф. Дремучева, Л, А. Шлеленко и др. ). В ГОСНИИХП для интенсивной «холодной» технологии разработаны и научно обоснованы составы комплексных улучшителей, названных мультэнзимными композициями (МЭК), на основе ферментативно- активной соевой муки (ФАС) - МЭК-1 и ферментного препарата глюкозооксидазы (ГлО) - МЭК-2. В состав МЭК-1 включены аскорбиновая кислота (АК), ферментные препараты липазы и грибной а-амилазы, МЭК-2 - аскорбиновая кислота, ферментные препараты пентозаназы, грибной и бактериальной а-амилазы [111].
Использование порошков растений для коррекции органолептических и физико-химических показателей и повышения пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий
Для повышения водопоглотительной способности муки, устранения липкости мякиша, улучшения реологических показателей полуфабрикатов и готовых изделийА также их цвета в рецептуру включают пищевые волокна и порошки из некоторых растений.
Пищевые волокна, с одной стороны, способствуют улучшению упруго-эластичных свойств теста, а с другой – улучшают перестатику желудочно-кишечного тракта.
Включение в рецептуру порошка цикория способствует обогащению изделий инулином (полисахарид), витаминами (тиамин, рибофлавин, аскорбиновая кислота), солями калия, горькими кислотами и придает им функциональные свойства, т. к. цикорий обладает седативными, желчегонными, мочегонными свойствами, а также способствует снижению уровеня сахара в крови. Наличие в химическом составе цикория кумаринов придает хлебобулочным изделиям шоколадно-коричневый цвет.
Цикорий обыкновенный растет на Украине, в средней и южной полосе европейской части России, в Западной Сибири, в Средней Азии[ ].
Химический состав: В корнях цикория обнаружено до 40-60% полисахарида инулина, белковое вещество, дубильные вещества, глюкозы, левулезы, хлорогеновая, изохлорогеновая и аскорбиновая кислоты, витамины группы В, холин, жиры, гликозиды (интибин, цикорин, лактуцин), пектин. В надземной части растения концентрация инулина колеблется от 40 до 50%.
В корнях и листьях обнаружен холин, следы витамина К.
В цветках обнаружены кумариновые гликозиды (цихорин, эскулетин-гликозид и эскулин). В листьях - инулин, аскорбиновая и цикориевая кислоты[].
Растение богато млечным соком, в котором найдены горькие вещества (лактуцин, лактукопикрин, тритерпеновый спирт тараксастерол). Семена содержат инулин, жидкое масло и пирокатехиновый альдегид. Содержание витаминов и минеральных веществ (вмг%): каротина - 1, 3, С - 10, 2, B1 - 0, 05, В3 - 0, 003, РР - 0, 24, натрия - 4, 4, калия - 1, 92, марганца - 12, кальция - 26, железа - 0, 7, фосфора - 25.
Фармакологические свойства: Отвар дикорастущего цикория обладает противомикробным, противовоспалительным и вяжущим действием. Согласно экспериментальным данным, настой соцветий дикорастущего цикория при парентеральном введении оказывает успокаивающее действие на центральную нервную систему и усиливает деятельность сердца, увеличивая амплитуду и замедляя ритм сердечных сокращений. Кроме того, цикорий улучшает аппетит, усиливает пищеварение, повышает выделение мочи и желчи, прекращает поносы. Отвар семян обладает обезболивающим, жаропонижающим и потогонным действием[].
Свежий сок травы и настой травы цикория понижают уровень сахара в крови, проявляют тиреостатическое действие. Сухой экстракт из корней цикория обладает выраженным сахаропонижающим свойством. Антидиабетический эффект цикория в сочетании с его противовоспалительными, антитоксическими и ранозаживляющими свойствами делает это природное, почти нетоксическое средство весьма перспективным в терапии сахарного диабета легкой и средней тяжести.
Корневище цикория, выращенное в культуре, в основном используется для заменителя кофе.
Преимущество цикория как заменителя кофе в том, что он из-за отсутствия кофеина не оказывает возбуждающего действия на нервную и сердечно-сосудистую системы. Поэтому напитки с цикорием, в том числе и растворимый цикорий, рекомендуются тем, кому противопоказаны натуральные кофе или крепкий чай, а именно: при сердечно-сосудистых заболеваниях, гипертонической болезни, бессоннице, аллергических и некоторых других заболеваниях. Инулин цикория употребляется в пищу в виде сиропа или фруктового сахара[20].
|
|
|
