Автореферат - Кубанский государственный технологический

На правах рукописи
БЕЗУГЛАЯ Ирина Николаевна
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР ПРЯНИКОВ,
ОБОГАЩЕННЫХ ФИТОДОБАВКАМИ
Специальность 05.18.01- Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертационной работы
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Краснодар – 2007
2
Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом
университете
Научный руководитель:
кандидат технических наук, доцент
Красина Ирина Борисовна
Официальные
оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Зайко Галина Михайловна
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Сокол Наталья Викторовна
Ведущая организация:
Краснодарский научно-исследовательский
институт хранения и переработки
сельскохозяйственной продукции
Россельхозакадемии
Защита состоится 10 мая 2007 года в 14 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном
технологическом университета по адресу:
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2 ауд.229
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского
государственного университета
Автореферат разослан 9 апреля 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат технических наук
В.В. Гончар
3
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность исследований
направлений
развития
отраслей
Одним из наиболее важных
пищевой
промышленности
является
разработка изделий нового поколения с функциональными свойствами и
сбалансированным составом для диетического и лечебно-профилактического
питания.
Традиционные
мучные
кондитерские
изделия
характеризуются
несбалансированным составом, высокой калорийностью и недостаточной
пищевой ценностью, поэтому поиск растительных БАД, в составе которых
содержатся
физиологически
функциональные
пищевые
ингредиенты
является актуальным.
Среди перспективного растительного сырья для получения пищевых и
биологически активных добавок практический интерес для кондитерской
промышленности представляют продукты экстракции жидкой пищевой
двуокисью углерода СО2-шроты различного растительного сырья. СО2 –
шроты долго сохраняют естественный аромат, передают естественный вкус и
содержат комплекс витаминов, провитаминов и биологически активных
веществ, находящихся в растении на момент экстракции. Кроме этого, под
действием жидкой двуокиси углерода, СО2-шроты длительное время
сохраняют
свои
полезные
свойства,
так
как
сами
они
являются
консервантами и антиоксидантами.
В
связи
с
этим
актуальной
является
разработка
технологии
производства мучных кондитерских изделий функционального назначения с
использованием фитодобавок.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематикой НИР
кафедры
Технологии
хлебопекарного,
макаронного
и
кондитерского
производства КубГТУ «Разработка научных основ создания технологий и
ассортимента хлебобулочных и мучных кондитерских изделий лечебнопрофилактического и функционального назначения» № госрегистрации
01200304874 в рамках подпрограммы «Технологии живых систем» НТП
4
Минобразования
РФ
«Научные
исследования
высшей
школы
по
приоритетным направлениям науки и техники».
1.2
Цель
теоретическое
и
задачи
обоснование
исследования
и
Целью
экспериментальное
работы
являлось
совершенствование
технологии производства мучных кондитерских изделий функционального
назначения с использованием фитодобавок.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
изучение, анализ и систематизация литературных данных по теме
диссертации;
-
теоретически
и
экспериментально
обосновать
целесообразность
применения СО2- шротов лекарственных и пряно-ароматических растений в
производстве сырцовых и заварных пряничных изделий;
-
исследовать особенности химического состава и свойств СО2- шротов
для обоснования эффективности их использования с целью формирования
функциональных свойств пряничных изделий;
-
определить оптимальные дозировки и способы внесения СО2- шротов
в пряничное тесто;
-
исследовать влияние СО2- шротов на структурные характеристики
пряничного теста;
-
исследовать влияние СО2- шротов на показатели качества сырцовых и
заварных пряничных изделий;
-
исследовать изменение физико-химических показателей качества
пряничных изделий в процессе хранения;
-
установить химический состав и пищевую ценность сырцовых и
заварных пряничных изделий;
-
разработать комплект технической документации на новые сорта
сырцовых и заварных пряничных изделий с применением СО2- шротов;
-
провести промышленную апробацию результатов исследований;
-
рассчитать экономическую эффективность от внедрения и реализации
новых функциональных изделий с использованием фитодобавок.
5
1.3 Научная новизна
Научно обоснована и экспериментально
доказана целесообразность и эффективность применения СО2-шротов
лекарственных и пряно-ароматических растений в качестве фитодобавок при
производстве сырцовых и заварных пряничных изделий.
Впервые показано положительное влияние СО2- шротов лекарственных
и пряно-ароматических растений, входящих в состав впервые разработанных
сборов на структурно-механические свойства пряничного теста и качество
готовых изделий. Выявлено положительное влияние вносимых фитодобавок
на потребительские свойства готовых изделий, включая пищевую ценность,
органолептические, физико-химические
показатели, а
также влияние на
качество пряничных изделий при хранении.
Теоретически
дозировки
и
экспериментально
использования
обоснованы
СО2-шротов
рекомендуемые
лекарственных
и
пряно-
ароматических растений, входящих в состав впервые разработанных сборов,
при производстве сырцовых и заварных пряничных изделий.
С
помощью
адекватные
методов
математические
компьютерного
зависимости
моделирования
между
получены
технологическими
параметрами приготовления теста для заварных и сырцовых пряников и его
реологическими свойствами.
1.4 Практическая значимость Разработаны рецептуры и технологии
производства сырцовых и заварных пряничных изделий, обогащенных
фитодобавками. Разработаны рекомендации по применению фитодобавок в
производстве сырцовых и заварных пряничных изделий. Разработаны и
утверждены комплекты технической документации на пряники заварные с
добавлением СО2-шротов сбора 1 «Зарянка», сбора 2 «Рассветные», сбора 3
«Душистые», (ТУ 9133-098-02067862-2003, ТИ 02067862–098–2003, РЦ
02067862-098), пряники сырцовые с добавлением СО2-шротов сбора1
«Листопад», сбора2 «Луговые», сбора3 «Грация» (ТУ 9133-113-020678622004, ТИ 02067862–113–2004, РЦ 02067862-113).
6
1.5 Реализация результатов исследования Опытно-промышленные
испытания
разработанных
проведены
на
ОАО
технологических
«Кубанский
и
пряник»
технических
(г.Краснодар)
решений
и
ОАО
«Кондитерский комбинат Кубань» (г.Тимашевск).
Разработанные
технические
и
технологические
решения
рекомендованы к внедрению на предприятиях в III квартале 2007г.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения и реализации пряничных
изделий функционального назначения с фитодобавками в объеме 500 тонн в
год составит 600 тыс руб.
1.6
Апробация
работы
Результаты
теоретических
и
экспериментальных исследований, полученные автором, доложены и
обсуждены на: Международной конференции студентов и аспирантов
«Техника и технология пищевых производств» ( г.Могилев, 2004г.);
Межрегион. конференции «Современное хлебопекарное производство,
перспективы
его
развития»(
г.Екатеринбург,
2004
г);
Межрегион.
конференции «Эколого-экономические проблемы региональных товарных
рынков»
(г.Красноярск,
2004);
Научно-практической
конференции
«Стратегия развития пищевой и легкой промышленности» (Алматы,
Казахстан,
2004
г.);
II
Международной
научно-практической
конференции.(г.Воронеж, 2004 г); II Международный симпозиум «Пищевая
биотехнология: проблемы и перспективы в 21 веке» (г.Владивосток, 2004 г.); VI
Международной
конференции
студентов
и
аспирантов
«Техника
и
технология пищевых производств» (Р. Беларусь, г. Могилев, 2006 г.); IV
Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных
веществ (г. Сыктывкар, 2006 г.).
1.7 Публикации результатов работы По материалам выполненных
исследований опубликовано 11 научных работ.
1.8 Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит
из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной
части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основная
7
часть работы выполнена на 131 странице машинописного текста, включает
18 таблиц, 26 рисунков. Список использованной литературы включает 233
наименований отечественных и зарубежных авторов.
2 Экспериментальная часть
2.1 Объекты и методы исследований
В качестве объектов
исследования были выбраны образцы СО2-шротов, полученные после
экстракции жидкой пищевой двуокисью углерода из лекарственного и пряноароматического сырья при температуре 31,2оС и давлении 7,38 МПа в ООО
«Караван» г.Краснодара. Качество СО2-шротов соответствовало требованиям
ТУ 9199-002-10140736-2000.
При проведении экспериментальных исследований использовали
общепринятые и специальные методы анализа состава и свойств продуктов, а
также
современные
физико-химические
методы
анализа:
хроматографические – ТСХ, ВЭЖХ, спектральные – ИК и УФ и атомноабсорбционные.
При проведении пробных лабораторных и производственных выпечек
пряничных изделий использовали общепринятые и специальные методы
оценки качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.
Оценку результатов и их статистической достоверности проводили с
использованием
современных
методов
расчета
статистической
достоверности результатов измерений с помощью пакетов прикладных
программ Microsoft. Office Excel 2003 и Statistic 6.0 for Windows.
Структурная схема исследования приведена на рисунке 1.
2.2 Результаты исследований и их анализ Первый этап исследования
– определение химического состава используемых СО2-шротов: «Сборов» №
1, 2, 3. В состав «Сбора 1» входят лекарственные и пряно-ароматические
растения, такие как, кориандр, душица, мята перечная, чабрец, мелисса,
миндаль сладкий, репяшок, мускатный орех, липовый цвет, ромашка, донник.
В состав «Сбора 2» входят лекарственные и пряно-ароматические растения:
зверобой, кориандр,
8
Анализ и систематизация научно-техничесой литературы и
патентной информации по теме исследования
Анализ особенностей химического состава и показателей
безопасности СО2-шротов растительного пряно-ароматического
и лекарственного сырья, обоснование их выбора
Изучение влияния СО2-шротов на реологические свойства
пряничного теста и его структурные характеристики
Влияние СО2-шротов на качество сырцовых и заварных
пряничных изделий и обоснование оптимальных дозировок
фитодобавок
Разработка технологии и рецептур заварных и сырцовых
пряничных изделий функционального назначения на основе
использования СО2-шротов лекарственных и пряноароматических растений
Определение влияния СО2-шротов на органолептические,
физико-химические и реологические свойства пряничных
изделий при хранении
Анализ особенности химического состава, пищевой ценности и
показателей безопасности готовых пряничных изделий
Разработка комплекта технической документации на пряничные
изделия функционального назначения с использованием СО2шротов лекарственных и пряно-ароматических растений
Производственные испытания и оценка экономической
эффективности разработанных технологических решений
Рисунок 1 – Структурная схема проведения исследования
9
душица,
мускатный
орех,
гвоздика.
В
состав
«Сбора
3»
входят
лекарственные и пряно-ароматические растения: апельсиновая цедра,
кориандр, корица, мускатный орех, гвоздика.
В таблице 1 приведен химический состав СО2-шротов лекарственного и
пряно-ароматического сырья.
Таблица 1 – Химический состав СО2-шротов лекарственных и пряноароматических растений
Наименование
показателей
Массовая доля, % :
влаги
золы
липидов
белков
углеводов, в т.ч.
клетчатки
пектина
дубильных веществ
безазотистых
экстрактивных веществ
Витамины, мг/100 г:
С
РР
Р
В1
В2
Массовая доля:
макроэлементов, мг/100г
натрия
кальция
фосфора
магния
калия
микроэлементов, мг/кг
железа
Содержание веществ в СО2-шротах
Сбор 1
Сбор 2
Сбор 3
8,30
7,51
2,08
8,70
36,50
28,63
1,85
2,10
8,10
8,59
1,90
6,40
35,35
31,91
1,44
4,30
9,8
6,74
4,06
5,58
34,3
29,66
1,89
2,8
34,81
35,36
36,7
9,5
8,0
2,5
11,25
36,1
7,85
8,5
3,41
9,47
35,4
5,46
9,2
4,67
8,2
31,5
82
1199
585
514
5196
75
1078
598
575
5100
69
1097
474
547
5070
54
48
51
Из приведенных данных видно, что исследуемые СО2-шроты имеют
сбалансированный состав и содержат такие ценные вещества, как липиды,
белки, углеводы, клетчатку, пектин, водорастворимые витамины, β –
10
каротин. Показано, что в СО2-шротах также содержатся макро- и
микроэлементы.
Таким образом можно сделать вывод о целесообразности применения
СО2-шротов в производстве мучных кондитерских изделий и, в частности, в
производстве сырцовых и заварных пряничных изделий.
Учитывая, что к сырью для производства мучных кондитерских
изделий одним из основных предъявляемых требований является его
микробиологическая чистота, определяли микробиологические показатели
СО2-шротов лекарственных и пряно-ароматических растений.
Установлено, что СО2-шроты лекарственных и пряно-ароматических
растений соответствуют всем требованиям безопасности, предъявляемым к
добавкам и продуктам растительного происхождения и препятствий для их
использования в пищевых целях нет.
2.3 Влияние СО2-шротов на реологические свойства пряничного
теста и его структурные характеристики. Учитывая, что структурномеханическими показателями, определяющими технологические свойства
теста являются пластичность и эластичность, изучали влияние дозировок
СО2-шротов при введении их в тесто на эти показатели (рисунок 2).
Как видно на диаграмме, при внесении СО2–шротов лекарственных и
пряно-ароматических растений в тесто в количестве 1% происходит
снижение пластической и увеличение упругой деформации. Дальнейшее
увеличение концентрации шротов приводит к увеличению пластических
свойств
и
уменьшению
упругих.
Это
вероятнее
всего
связано
с
особенностями химического состава вносимых добавок.
Вносимые шроты имеют в своем составе большое содержание
белковых веществ и клетчатки, которые обладают высокой адсорбирующей
и влагопоглотительной способностью, что также способствует повышению
пластичности и эластичности теста.
Аналогичные зависимости наблюдаются как для заварного, так и для
сырцового пряничного теста
11
Повышение пластических свойств теста при снижении его упругих
свойств для заварных и сырцовых пряничных изделий предотвращает его от
Сила нагружения образца, Н
затягивания.
3
2,5
2
1,5
1
В
А
А
Сбор 1
В
А
Сбор 2
В
Сбор 3
Сила нагружения образца, Н
а)
2
1,5
1
0,5
0
В
А
А
Сбор 1
В
Сбор 2
контроль
1,0%
А
В
Сбор 3
1,5%
2,0%
б)
Рисунок 2– Зависимость пластических (А) и упругих (В) деформаций от
содержания
СО2–шротов в заварном (а) и сырцовом (б)
пряничном тесте
При приготовлении пряничного теста большое значение имеет его
консистенция, которая обуславливает его качественные и технологические
показатели, а также поведение в процессах деформации. Одной из
12
механических характеристик теста, определяющих его консистенцию,
является
вязкость,
рецептурных
зависящая
компонентов.
от
природы
Поэтому
и
нами
химического
были
также
состава
проведены
исследования влияния СО2-шротов на вязкость теста для сырцовых и
заварных пряничных изделий.
30
25
20
20
Вязкость, Па*с
Вязкость, Па с
25
15
10
15
10
5
5
0
Сбор 1
Сбор 2
контроль
Сбор 3
0
Сбор 1
1,0%
1,5%
Сбор 2
Сбор 3
2,0%
а)
б)
Рисунок 3– Влияние СО2–шротов на пластическую вязкость заварного (а) и
сырцового (б) пряничного теста
Из приведенных диаграмм видно, что введение, как в сырцовое, так и в
заварное
пряничное
тесто,
СО2-шротов
лекарственных
и
пряно-
ароматических растений снижает степень структурообразования в опытных
образцах по сравнению с контрольным, что позволяет рекомендовать СО2шроты лекарственных и пряно-ароматических растений для регулирования
технологического процесса.
2.4 Влияние СО2-шротов на качество сырцовых и заварных
пряников и обоснование оптимальных дозировок фитодобавок. Для
определения оптимального количества вносимых СО2-шротов лекарственных
и пряно-ароматических растений, учитывая цель нашего исследования,
заключающуюся
в
назначения, шроты
получении
пряничных
изделий
функционального
вносили в виде тонко измельченного порошка в
13
количестве 1,0; 1,5 и 2,0% к массе муки в тесте. В качестве контроля служило
пряничное тесто без внесенных фитодобавок (таблицы 2 и 3).
Таблица 2 – Влияние СО2-шротов на физико-химические показатели качества
заварных пряников
Дозировка СО2-шрота, %
Конт
роль
Показатели
Сбор 1
Сбор 2
Сбор 3
1,0
1,5
2,0
1.0
1,5
2.0
1,0
1,5
2,0
Влажность, %
12,6
12,9
13,2
13
12,8
13,1
13
12,6
12,9
13,2
Плотность,кг/м3
478
470
450
452
467
445
449
472
455
456
Щелочность,
град.
Содержание
сахара,%
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
12,7
12,24 12,4 12,48 13,3 13,58 13,6
11,28 11,41 11,57
235
239
240
Намокаемость, %
241
245
240
248
250
247
248
Таблица 3 – Влияние СО2-шротов на физико-химические показатели
качества сырцовых пряников
Дозировка СО2-шрота, %
Конт
Показатели
Сбор 1
роль
Сбор 2
Сбор 3
1,0
1,5
2,0
1,0
1,5
2,0
1,0
1,5
2,0
Влажность, %
12,4
13,4
13,1
12,4
12,7
13,0
13,2
13,2
12,9
12,8
Плотность, кг/м3
566
537
532
511
506
503
496
543
542
509
Щелочность,
град.
Содержание
сахара, %
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
16,92 16,95 17,0 17,46 16,87 16,98 17,32 17,39 17,45 17,68
Намокаемость, %
Как
190
видно
196
из
201
204
приведенных
192
200
данных,
201
198
внесение
212
215
СО2-шротов
лекарственных и пряно-ароматических растений приводит к увеличению
влажности всех опытных образцов в среднем на 4-5%. Вероятно это связано
с тем, что при добавлении шротов в пряники вносится дополнительное
количество нерастворимых волокон, которые благодаря своей структуре
обладают способностью связывать свободную влагу, которая прочно
удерживается, и при выпечке в изделии остается большее количество
связанной влаги.
14
Опытные
использованием
образцы
пряничных
СО2-шротов
изделий,
лекарственных
и
приготовленных
с
пряно-ароматических
растений отличаются большим объемом, равномерной структурой в изломе,
меньшей плотностью и большей намокаемостью. Равномерная пористая
структура изделий обусловлена уменьшением вязкости теста для пряничных
изделий, и, в связи с этим, в процессе замеса частицы добавок лучше
распределяются по всему объему.
Органолептическая оценка качества заварных и сырцовых пряничных
изделий показала, что при внесении СО2-шротов лекарственных и пряноароматических растений до 1,5% опытные образцы имеют приятный вкус и
аромат пряностей, входящих в состав сборов, а при увеличении дозировки
появляется специфический ярко выраженный привкус. При этом все
опытные образцы отличаются хорошим цветом, гладкой поверхностью с
небольшими трещинками и правильной формой.
В
дальнейшем
технологических
лекарственных
при
режимов
и
разработке
была
рецептур
выбрана
пряно-ароматических
и
определении
дозировка
СО2-шротов
растений
всех
сборов,
соответствующая 1,5% к массе муки в тесте.
2.5 Разработка технологии и рецептур приготовления пряничных
изделий функционального назначения с использованием СО2-шротов
лекарственных
и
пряно-ароматических
растений.
Как
показали
исследования, реологические характеристики пряничного теста зависят от
многих параметров и в первую очередь от скорости сдвига, температуры и
влажности.
Установлено, что предельное напряжение сдвига теста зависит от вида
вносимой добавки. При одной и той же влажности и температуре тесто для
пряников со Сбором 2 имеет меньшее значение напряжения сдвига, чем
тесто со Сбором 1. Наибольшее значение предельного напряжения сдвига
отмечено у теста со Сбором 3, что вероятнее всего связано с составом самих
сборов, обладающих естественными эмульгирующими свойствами.
15
Тесто, приготовленное с внесением сборов СО2-шротов лекарственных
и пряно-ароматических растений, имеет хорошую консистенцию при более
высокой его влажности. Такое тесто очень пластично, хорошо формуется,
что обусловлено более полным растворением сахара.
Снижение температуры теста при замесе – заварного ниже 280С, а
сырцового ниже 200С – приводит к повышению предельного напряжения
сдвига, что говорит о затягивании теста. Тогда как при повышении
температуры выше 340С для заварного и 260С для сырцового приводит к
снижению пластической прочности, в результате чего тесто становится более
текучим и хуже формуется.
Таким образом, получение готовых изделий высокого качества
обеспечивается при влажности заварного пряничного теста 20-21% и
температуре 30-320С, а сырцового при влажности 23-24% и температуре 22240С.
При
этих
параметрах
пряничное
тесто
имеет
оптимальную
консистенцию, хорошие пластичные свойства, легко формуется, хорошо
удерживает форму.
Продолжительность
замеса
теста
будет
зависеть
от
факторов
определяющих протекание коллоидных процессов в тесте, от его типа
(заварное или сырцовое) и физических свойств.
Результаты исследования упругих и пластичных деформаций заварного
и сырцового пряничного теста в процессе его замеса представлены на
рисунке 4.
Анализ
рисунка
4
показал,
что
с
введением
СО2-шротов
лекарственных и пряно-ароматических растений сокращается процесс
образования пластичных свойств теста с 30 до 25 минут у заварного и с 10 до
6 минут у сырцового. Сильное структурирование прослоек жидкой фазы на
поверхности муки вызывает первоначальное упрочнение структуры теста.
При внесении СО2-шротов лекарственных и пряно-ароматических растений
экстремум снижается, прочность теста уменьшается.
8
9
7
8
6
7
5
6
F,H
F,Н
16
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40
0
2
Время замеса, мин
Контроль
6
8
10
12
Время замеса,мин
Сбор 2
Сбор 3
Сбор 1
а)
4
б)
Рисунок 4 – Изменение упруго-пластичных деформаций заварного (а) и
сырцового (б) пряничного теста от продолжительности замеса
Проведенные исследования позволили установить, что СО2-шроты
лекарственных и пряно-ароматических растений являются фитодобавкой,
улучшающей качество сырцовых и заварных пряничных изделий.
В
производственных
условиях
ОАО
«Кондитерский
комбинат
«Кубань» ( г. Тимашевск) и ОАО «Кубанский пряник» (кондитерский цех,
г.Краснодар) были проведены опытные выпечки сырцовых и заварных
пряничных изделий по технологическим режимам приведенным в таблице 4.
При разработке рецептур пряничных изделий с введением СО2-шротов
лекарственных
принципом
и
пряно-ароматических
оптимизации
соотношения
растений
руководствовались
структурно-механических
и
органолептических свойств, пищевой ценности продукта, а также придание
ему функциональных свойств.
Разработку
рецептур
проводили
с
использованием
метода
компьютерного моделирования с учетом теории сбалансированного питания
академика А.А.Покровского.
На основании проведенных исследований разработаны рецептуры
сырцовых и заварных пряничных изделий, которые приведены в таблице 5.
17
Таблица 4 – Технологические режимы производства заварных и сырцовых
пряников
Наименование режима технологического процесса
Температура готового сиропа, °С
Плотность сиропа, кг/м3
Продолжительность замеса заварки, мин
Влажность заварки. %
Температура заварки, 0С
Продолжительность приготовления эмульсии, мин
Температура эмульсии, °С
Продолжительность замеса теста, мин
Температура теста, °С
Влажность теста, %
Толщина тестовых заготовок перед выпечкой, мм
Температура выпечки, °С
Продолжительность выпечки, мин
Продолжительность охлаждения пряников, мин
Температура охлаждающего воздуха, °С
Скорость охлаждающего воздуха, м/с
Температура пряников перед глазированием, °С
Температура сиропа для глазирования, 0С
Содержание сухих веществ в сиропе, %
Плотность сиропа, кг/м3
Продолжительность подсушки при температуре, мин
600С
20-220С
Продолжительность выстойки, мин
Параметры
технологического режима
производства пряников
заварных
50-65
1320-1330
10-15
19-20
25-36
7-9
32-36
25-30
30-32
20-21
8-11
210-220
7-12
5-10
20-25
3-4
45-50
90-95
77-78
1340-1400
сырцовых
–
–
–
–
–
7-9
30-32
6-8
22-24
23-24
8-11
200-240
7-12
5-10
20-25
3-4
45-50
90-95
77-78
1340-1400
5
3
120-150
5
3
120-150
Таблица 5 – Рецептуры пряников
Содержание
Наименование сырья
сухих
веществ, %
Мука 1 сорта
Сахарный песок
Патока крахмальная
Меланж
Маргарин
Сода
Аммоний
СО2-шрот Сбор 2
Жженка
Итого:
Выход:
85,50
99,85
78,00
27,00
84,00
50,00
91,7
78,00
87,00
Расход сырья на 1 т готовой продукции, кг
Заварные
Сырцовые
в сухих
в сухих
в натуре
в натуре
веществах
веществах
476,14
265,47
221,01
13,26
53,04
1,20
3,56
7,61
8,88
1050,17
1000,0
407,27
265,19
172,45
3,58
44,57
0,60
6,51
6,90
907,20
870,00
507,20
362,45
56,41
25,85
48,46
1,52
4,16
7,61
1013,66
1000,0
433,66
361,91
44,05
6,98
40,71
0,76
6,99
895,06
870,00
18
2.6 Влияние СО2-шротов лекарственных и пряно-ароматических
растений на качество пряничных изделий при хранении. В процессе
хранения пряники черствеют, при этом изменяются физико-химические
свойства мякиша и корки, а также аромат и вкус.
Полученные данные по изменению перекисного числа жировой фазы в
процессе хранения показывают, что внесение СО2-шротов лекарственных и
пряно-ароматических растений, содержащих в своем составе природные
антиоксиданты, позволяет увеличить срок хранения по сравнению с
контролем заварных пряничных изделий до 40 дней, а сырцовых – до 30
дней.
Эти данные подтверждаются результатами исследований изменения
предельного напряжения сдвига при хранении, которые представлены на
рисунке 5.
2
1
Предельное напряжение сдвига, МПа
Предельное напряжение сдвига, МПа
1,2
0,8
0,6
0,4
0,2
1,6
1,2
0,8
0,4
0
0
0
5
10
15 20 25 30
Время хранения,сут
Контроль
35
40
Сбор 1
0
5
10 15 20 25 30
Время хранения,сут
Сбор 2
35
40
Сбор 3
а)
б)
Рисунок 5 – Изменение структурной прочности заварных (а) и сырцовых (б)
пряничных изделий при хранении
Из приведенных зависимостей видно, что нарастание структурной
прочности зависит от вида вносимой добавки и вида пряничных изделий. Для
сырцовых пряничных изделий характерно быстрое нарастание значений
предельного напряжения сдвига, тогда как для заварных оно нарастает
19
медленнее. Так, структурной прочности 0,4 МПа контрольный образец
заварных пряников достигает на 17 сутки, а опытные к 25 – 35 суткам
хранения. В сырцовых пряниках такое же предельное напряжение сдвига
достигается в контрольном образце к 15-м суткам, а в пряниках с добавкой
СО2-шротов лекарственных и пряно-ароматических растений к 20 –28
суткам. Следовательно, внесение в заварные и сырцовые пряники СО2шротов лекарственных и пряно-ароматических растений значительно
замедляет процесс черствения.
2.7 Оценка пищевой ценности заварных и сырцовых пряничных
изделий функционального назначения с использованием СО2-шротов
лекарственных и пряно-ароматических растений Установлено что с
внесением СО2-шротов лекарственных и пряно-ароматических растений
пищевая ценность пряничных изделий как сырцовых, так и заварных,
повышается за счет увеличения содержания основных функциональных
нутриентов (таблица 6).
Следует отметить, что в опытных образцах пряничных изделий
содержание таких минеральных элементов, как калий, кальций, магний и
железо, значительно выше, чем в контрольных образцах заварных и
сырцовых пряничных изделий. Так же разработанные сорта заварных и
сырцовых пряничных изделий отличаются наличием магния, который
активизирует деятельность ферментов в организме и снижает риск
атеросклероза.
Исследования
показали,
что
заварные
и
сырцовые
пряники,
полученные по разработанным рецептурам, содержат в своем составе
значительное количество витаминов. Введение в заварные и сырцовые
пряники СО2-шротов лекарственных и пряно-ароматических растений
обогащает
их
витамином
С,
необходимым
для
нормальной
жизнедеятельности человека, функционирования центральной нервной
системы и витамином Р, повышающим резистентность и снижающим
проницаемость стенок капилляров, которые полностью отсутствует в
20
контрольных образцах. Также наблюдается значительное увеличение
содержания витаминов В1, В2 и РР.
Таблица 6 –Химический состав и пищевая ценность пряничных изделий
Показатели
Содержание в 100 г
«Симферо
«Дорожные»
«Рассветн«Душисты
«Листопа «Луговые
«Зарянка»
польские»
«Грация»
(контроль)
ые»
е»
д»
»
(контроль)
Содержание, г
вода
13,00 13,3
белки
5,30
6,14
жиры
3,80
4,04
углеводы, в т.ч. 77,70 76,20
клетчатка
–
2,18
зола
0,20
0,32
Содержание
минеральных
веществ, мг
Na
11
11,63
K
60
99,5
Ca
9
18,2
Mg
–
14,46
P
41
44,9
Fe
0,6
1,1
Содержание
витаминов, мг
С
–
0,072
В1
0,08 0,166
В2
0,04 0,314
РР
0,57 0,630
Р
–
0,19
Энергетическая
ценность,ккал
366,2 357,3
Особо следует отметить,
13,10 12,90 13,00 13,1 13,30 12,90
6,10 6,12 6,20 6,16 6,18 6,19
3,95 4,55
3,5
3,64 3,69 3,72
76,50 76,12 77,10 76,61 76,32 76,64
2,43 2,26
–
2,26 2,52 2,35
0,35 0,31 0,20 0,49 0,51 0,53
11,57 11,53
98,9 98,6
17,2 17,4
13,81 11,68
45,6 44,6
0,97 0,99
7
71
11
–
50
0,7
7,65
112,1
20,50
15,65
54,60
1,13
7,59 7,55
111,3 111,1
19,50 19,7
15,48 13,32
54,70 53,75
1,10
1,1
0,060
0,160
0,310
0,635
0,26
–
0,09
0,04
0,69
–
0,075
0,179
0,326
0,753
0,27
0,062
0,165
0,320
0,755
0,27
0,042
0,152
0,280
0,640
0,35
0,062
0,165
0,289
0,755
0,37
354,2 359,6 364,7 351,3 350,9 356,7
что разработанные сорта заварных и
сырцовых пряничных изделий содержат в своем составе пищевые волокна,
следовательно, наличие их в рационе питания является дополнительным
источником пищевых волокон.
Проведенные исследования показали, что потребление человеком
пряничных изделий в количестве 200г позволяет удовлетворить потребность
организма человека в некоторых физиологически ценных ингредиентах на 10
– 35% от суточной потребности, таким образом, пряники можно
рекомендовать как пищевой функциональный продукт.
21
Разработанные технологии адаптированы к технологическому процессу
и оборудованию, установленному на действующих кондитерских фабриках, и
не
требуют
дополнительных
затрат.
Эффективность
проведенных
исследований подтверждена опытно-промышленными испытаниями.
На основании проведенных исследований разработан комплект
технической документации на пряники заварные и с добавлением СО2шротов лекарственных и пряно-ароматических растений включающий
технические условия, технологическую инструкцию и рецептуру.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Выполнено комплексное исследование, позволившее теоретически и
экспериментально
обосновать
применение
сборов
СО2-шротов
из
растительного пряно-ароматического сырья в качестве высокоэффективных
добавок растительного происхождения для регулирования технологических
свойств теста и формирования функциональных свойств заварных и
сырцовых пряничных изделий.
1. Научно
обоснована
и
экспериментально
подтверждена
целесообразность использования СО2-шротов из растительного пряноароматического сырья при производстве мучных кондитерских изделий
функционального назначения.
2. На основании проведенных исследований химического состава СО2шротов установлено, что они являются ценным сырьем для производства
мучных кондитерских изделий функционального назначения, ввиду высокого
содержания белков, витаминов, минеральных веществ, а также пектина и
особенно пищевых волокон, играющих важную роль в составе пищевых
продуктов функционального назначения.
3. Показано,
что
в
СО2-шротах
из
растительного
пряно-
ароматического сырья содержание токсичных элементов значительно ниже
допустимых норм, установленных «Медико-биологическими требованиями и
санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых
продуктов».
22
4.
Определены
оптимальные
дозировки
сборов
СО2-шротов
лекарственных и пряно-ароматических растений для заварных и сырцовых
пряничных изделий – 1,5% к массе муки в тесте, обуславливающие высокие
качественные, органолептические и структурно-механические показатели
готовых изделий.
Установлено, что внесение СО2-шротов из растительного пряно-
5.
ароматического сырья положительно влияет на реологические свойства
теста, приготавливаемого для заварных и сырцовых пряничных изделий, это
позволяет рекомендовать СО2-шроты лекарственных и пряно-ароматических
растений для регулирования технологического процесса.
С использованием метода математического моделирования
6.
определены оптимальные технологические параметры приготовления теста
для заварных и сырцовых пряничных изделий. Время замеса теста для
заварных пряников составляет 25 минут, а сырцовых – 6 минут, при
температуре соответственно 30-320С и 22-240С.
7. Разработаны рецептуры новых сортов заварных и сырцовых
пряничных изделий функционального назначения с использованием в
качестве
обогатителя
сборов
СО2-шротов
лекарственных
и
пряно-
ароматических растений.
8.
Установлено, что введение сборов СО2-шротов лекарственных и
пряно-ароматических растений в рецептуру заварных и сырцовых пряников
стабилизирует их жировую фазу, предотвращая ее окислительную порчу.
Показано, что введение сборов СО2-шротов лекарственных и пряноароматических растений обеспечивает сохранение качественных показателей
пряничных изделий при стандартных условиях хранения, замедляя при этом
процесс черствения.
Экспериментально доказано, что регламентированный срок хранения
пряничных
изделий,
приготовленных
по
разработанным
составляет заварных - 40 дней и сырцовых - 30 дней.
рецептурам
23
9. Заварные и сырцовые пряники, обогащенные сборами из СО2шротов лекарственных и пряно-ароматических растений, можно отнести к
функциональным
пищевым
продуктам,
так
как
установлено,
что
разработанные сорта пряничных изделий отличаются высоким содержанием
таких минеральных элементов, как калий, кальций, магний и железо.
Пряники, содержащие сборы СО2-шротов лекарственных и пряноароматических растений являются дополнительным источником, пищевых
волокон, рибофлавина и витамина Р. Их можно отнести к функциональным
пищевым
продуктам,
удовлетворить
так
как
суточную
употребление
потребность
в
их
в
пищу
ряде
позволит
физиологически
функциональных ингредиентов на 10 – 50%
10.
Разработан и утвержден комплект технической документации
(ТУ, ТИ, РЦ) на производство пряничных изделий: заварных «Зарянка»,
«Рассветные», «Душистые» и сырцовых «Листопад», «Луговые», «Грация»
функционального назначения с использованием СО2-шротов лекарственных и
пряно-ароматических растений.
11.
Выработаны
сырцовых
пряничных
опытно-промышленные
изделий
партии
функционального
заварных
и
назначения
в
производственных условиях ОАО «Кондитерский комбинат «Кубань» ( г.
Тимашевск) и ОАО «Кубанский пряник» (кондитерский цех, г.Краснодар).
Ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство и
реализации
разработанных
новых
сортов
пряничных
изделий
функционального назначения составит более 600тыс. руб при выпуске 500т в
год
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Безуглая И.Н. Перспективы использования нетрадиционных видов
пряно-ароматического сырья в производстве пряников / И.Н Безуглая, И.Б.
Красина / Матер. 5-й межд. науч. конф. студентов и аспирантов «Техника и
технология пищевых производств». – Могилев, Беларусь. –2004 – С.65-66.
24
2. Безуглая И.Н Новые композиционные смеси для производства
мучных кондитерских изделий / И.Н Безуглая, И.Б. Красина// Матер. 5-й
межрегион. науч-практич. конф. «Современное хлебопекарное производство,
перспективы его развития». Екатеринбург – 2004 – С. 163-167.
3. Безуглая И.Н. Новые ингредиенты в производстве мучных
кондитерских изделий функционального назначения / И.Н Безуглая, И.Б.
Красина, Е.С. Кияшко // Эколого-экономические проблемы региональных
товарных рынков: Матер. межрегион. науч. конф., Красноярск – 2004 – С. 114117.
4. Безуглая И.Н. Использование нетрадиционного сырья в
производстве пряников функционального назначения. / И.Н Безуглая, И.Б.
Красина, Е.С.Кияшко, В.В.Нерсесьян // Матер. науч-практич. конф.
«Стратегия развития пищевой и легкой промышленности», Алматы,
Казахстан – 2004 – С.17-18.
5. Безуглая И.Н. Использование вторичных продуктов СО2-экстракции
пряноароматического сырья при производстве пряников / И.Н Безуглая, И.Б.
Красина, Е.В. Кияшко.// II Межд. науч-практич. конф.,, посвящ. 100-летию
заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, проф. Попова В.И. – Воронеж –
2004– С. 106-107.
6. Безуглая И.Н. Нетрадиционное пряноароматическое сырье в
производстве пряников. / И.Н Безуглая, И.Б. Красина, В.В.Нерсесьян //II МС
«Пищевая биотехнология: проблемы и перспективы в 21 веке». – Владивосток –
2004 –С. 43-44.
7. Безуглая И.Н. Определение оптимальной технологии приготовления
функциональных мучных кондитерских изделий на примере пряников
сырцовых. / И.Н Безуглая, И.Б. Красина, В.В. Нерсесьян // Сб. матер. научпрактич. конф., посвященной 75-летию кафедры «Технология хлебопекарного
и макаронного производства» МГУПП и 100-летия со дня рождения
Заслуженного деятеля науки и техники РФ, д.т.н., профессора Л.Я. Ауэрмана.
– М.: Издательский комплекс МГУПП – 2005. – С. 9-16.
8. Безуглая И.Н. Новые виды мучных кондитерских изделий
профилактического назначения. / И.Н Безуглая, И.Б. Красина, В.В.Нерсесьян
// Успехи современного естествознания, 2005. - № 5. – С. 52-53.
9. Безуглая И.Н. Обогащение мучных кондитерских изделий
фитодобавками.
/ И.Н Безуглая, И.Б. Красина, В.В Нерсесьян,
И.В.Жестовская // Известия вузов. Пищевая технология, № 2-3, 2006– С.61-62.
10. Безуглая И.Н. Новые виды мучных кондитерских изделий для
профилактического питания. / И.Н Безуглая, И.Б. Красина, Е.В Стратьева.,
И.А Жестовская.// Матер. V Межд. конф. студентов и аспирантов «Техника и
технология пищевых производств» – Беларусь, Могилев–2006 –С.38-42.
11. Безуглая И.Н. Новые технологии для диетических мучных
кондитерских изделий / И.Н Безуглая, И.Б. Красина, Е.В. Стратьева, И.А
Жестовская, О.А..Аракчеева // IV Всерос науч-практич. конф., «Химия и
технология растительных веществ», Институт химии Коми НЦ УрО РАН,
Сыктывкар –2006 -С.78-80.