ДЕРЕНКОВА Ирина Александровна 05.18.15

На правах рукописи
ДЕРЕНКОВА Ирина Александровна
ФОРМИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ
МУКИ ИЗ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ
БИОПРЕПАРАТОВ
05.18.15  Товароведение пищевых продуктов и технология продуктов
общественного питания
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
Краснодар - 2009
2
Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом
университете
Научные руководители:
кандидат технических наук, профессор
Кудинов Павел Игнатьевич
кандидат технических наук, профессор
Першакова Татьяна Викторовна
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Елисеева Людмила Геннадьевна
кандидат технических наук, профессор
Мартыненко Яков Федорович
Ведущая организация: Краснодарский научно-исследовательский институт
хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии
Защита состоится 22 декабря 2009 года в 13-00 на заседании
диссертационного совета Д 212.100.03 в Кубанском государственном
технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул.
Московская, 2, корп. А, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Автореферат разослан 20 ноября 2009 г.
Ученый секретарь
Диссертационного совета
канд. техн. наук, доцент
М.В. Жарко
1
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1
1.1 Актуальность темы. Повышение стойкости зерна при хранении,
гарантирующее высокие потребительские свойства продуктов его переработки,
обеспечивающее сокращение затрат на обработку зерна перед хранением – одна
из важнейших народнохозяйственных задач. Традиционные способы: тепловая
сушка, активное вентилирование, искусственное охлаждение зерна и хранение в
регулируемых газовых средах, несмотря на высокую эффективность, в настоящее
время становятся все более нецелесообразным из-за растущей стоимости
энергетических ресурсов.
В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на
поиск новых, экологически безопасных, экономичных методов обработки зерна
перед хранением, одним из которых является применение биопрепаратов,
обеспечивающих сохранение потребительских качеств зерна пшеницы при
хранении.
Актуальность
темы
подтверждается
ее
включением
в
серию
Государственных научно-технических программ РФФИ на 2005-2009 год и в
тематический
план
НИР
Кубанского
государственного
технологического
университета.
1.2 Цель работы. Целью работы явилось исследование формирования и
оценка потребительских свойств муки из зерна пшеницы, хранившегося с
применением биопрепаратов.
1.3 Основные задачи исследования:
 изучение, анализ и обобщение научно-технической литературы и
патентной информации по теме исследования;
 обоснование выбора объектов исследования;
 сравнительная оценка показателей качества сортов пшеницы современной
селекции;
_____________
Автор выражает признательность и благодарность за консультации и помощь в проведении
исследований
зав.
Монастырскому О.А.
лаборатории
токсиногенных
микроорганизмов
ВНИИБЗР,
профессору
2
 исследование влияния исходной влажности зерна пшеницы при хранении
на показатели его качества;
 обоснование выбора способа сохранения качества зерна пшеницы,
повышенной влажности с применением биопрепаратов;
 разработка технологии производства биопрепарата Батан;
 разработка
технологической
схемы
обработки
зерна
пшеницы
биологическими препаратами;
 изучение и сравнительная оценка эффективности действия биопрепаратов
на качество зерна пшеницы;
 исследование потребительских свойств муки из зерна пшеницы;
 исследование потребительских свойств хлебобулочных изделий из
пшеничной муки;
 проведение производственной апробации разработанных технологических
решений и оценка экономической эффективности от внедрения новых технологий
в производство.
1.4
Научная
новизна.
Впервые
теоретически
обоснована
и
экспериментально доказана эффективность применения экологически безопасных
биопрепаратов, созданных на основе живых штаммов бацилл, стрептомицеттов и
дрожжей, для сохранения качества зерна пшеницы в процессе хранения.
Разработана технология производства биопрепарата Батан.
Изучено влияние обработки зерна пшеницы биопрепаратами на качество
зерна
и
хлебопекарные
свойства
муки.
Экспериментально
установлены
оптимальные дозировки биопрепаратов для обработки зерна пшеницы с целью
регулирования потребительских свойств муки.
Исследовано
влияние
обработки
зерна
биопрепаратом
на
степень
поражения хлеба картофельной болезнью.
На основании результатов исследования потребительских свойств муки с
применением биопрепаратов разработана технология обработки влажного зерна
пшеницы биопрепаратами перед хранением.
Новизна предлагаемых технологических решений защищена патентом РФ
на изобретение.
3
1.5 Практическая значимость. Разработана технология производства
биопрепарата Батан и обработки зерна биопрепаратами.
Определены
оптимальные
дозировки
биопрепаратов,
гарантирующие
сохранение зерна пшеницы повышенной влажности при хранении.
Проверка основных теоретических положений, результатов исследования,
практических
рекомендаций
проведена
в
лабораториях
Краснодарского
кооперативного института (филиала) Российского университета кооперации,
Кубанского государственного технологического университета, Всероссийского
научно-исследовательского
института
биологической
защиты
растений,
Всероссийского научно-исследовательского института сельского хозяйства им.
П.П. Лукьяненко.
1.6 Реализация результатов исследования. Опытно-производственные
испытания произведены в производственных условиях ООО «Пашковский
хлебозавод», Северском райпотребсоюзе Краснодарского края.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии обработки
зерна пшеницы биопрепаратом Батан составит более 300 рублей на 1 т. зерна.
1.7 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
были доложены, обсуждены и одобрены на: международной научно-практической
конференции «Роль потребительской кооперации в реализации приоритетных
национальных проектов» (г. Липецк, 2006); на международной научной
конференции
профессорско-преподавательского
состава,
сотрудников
и
аспирантов Российского университета кооперации, кооперативных вузов стран
СНГ «Инновации. Наука. Образование» (г. Москва, 2006 г.); международной
научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные
изделия XXI века» (г. Краснодар 2009 г.); международной научно-практической
конференции «Пути повышения эффективности экономической и социальной
деятельности кооперативных организаций» (г. Краснодар 2009 г.).
1.8 Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных
работ, в том числе в журналах, рекомендуемых ВАК - 2; получен патент РФ на
изобретение.
4
1.9 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной литературы,
методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованной
литературы и приложения. Основной текст диссертации изложен на 118
страницах компьютерного текста, содержит 9 рисунков и 13 таблиц. Список
использованной литературы включает 207 наименований отечественных и
зарубежных авторов.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1
Методы
исследований
исследования.
использовали
При
проведении
стандартные
методики,
экспериментальных
общепринятые
в
хлебопекарной промышленности, а также современные физико-химические
методы анализа.
В лабораторных условиях зерно пшеницы обрабатывали биологическими
препаратами в аэрозольном виде, хранили обработанные образцы в эксикаторах
при постоянной температуре 20±2оС и относительной влажности воздуха 75%, в
течение двух месяцев.
За величину срока безопасного хранения принимали время в сутках,
предшествующее
появлению
на
зерне
первых
видимых
колоний
микроорганизмов.
Размол зерна производили на лабораторной мельнице «Нагема», по
общепринятой технологии.
Качество зерна определяли в соответствии с требованиями действующих
стандартов: выделение навесок производили по ГОСТ 13586.3-83, оценку цвета и
запаха в соответствии с ГОСТ 10967-71; массовую долю влаги в зерне по
ГОСТ 13586-93, зараженность вредителями по ГОСТ 13586-83; определение
сорной и зерновой примесей по ГОСТ 30483-97, зольность зерна по ГОСТ 2636184; натуру зерна по ГОСТ 10840-64.
Количественный и качественный состав микрофлоры зерна определяли
методом
поверхностного
посева
зерна
селективную питательную среду Чапека.
различных
сроков
хранения
на
5
Определение микотоксинов зерна проводили
методом
тонкослойной
хроматографии на приборе «Спектрофлуариметр».
Определение суммарной активности протеолитических ферментов зерна
пшеницы вели по методу Плешкова.
Показатели качества муки: цвет, вкус, запах определяли по ГОСТ 10987-76;
влажность муки определялась ускоренным методом высушивания в СЭШ-3М
(ГОСТ 9404-88), белизна по ГОСТ 26361.2-84, кислотность по ГОСТ 27493-87.
Количество
и
качество
клейковины
определяли
весовым,
инструментальным методом (ГОСТ 278339-88).
Влияние консервации зерна биопрепаратами на хлебопекарные свойства
муки и качество хлеба исследовали методом пробных лабораторных выпечек по
общепринятому методу (ГОСТ 27669).
Физические свойства теста определялись на приборе «Фаринограф»
по
ГОСТ 28795-90.
Органолептические и потребительские показатели хлеба - внешний вид,
состояние мякиша, окраска корки, вкус, запах, цвет - по ГОСТ 5667-65, влажность
хлеба – высушиванием навески в СЭШ-3М (ГОСТ 21094-75), кислотность –
ускоренным методом (ГОСТ 5670-51), пористость – пробником Журавлева
(ГОСТ
5669-96),
структурно-механические
свойства
–
на
пенетрометре
(ГОСТ 5669-96).
Для определения биологической ценности зерна, муки и хлеба использовали
микробиологический тест с инфузорией Tetrachymena pyriformis.
Диагностику зараженности муки и хлеба бактериями группы Baс.
Mesentericus и Baс. Subtilis проводили методом пробной лабораторной выпечки
(ГОСТ 27669).
Оценку результатов и их статистической достоверности проводили с
использованием современных методов расчета статистической достоверности
результатов измерений.
Структурная схема исследования представлена на рисунке 1.
6
Изучение, анализ и обобщение научно-технической литературы и патентной информации по
теме исследования
Обоснование выбора объектов и методов исследования
Сравнительная оценка показателей качества четырех сортов пшеницы современной селекции
Исследование влияния исходной влажности зерна пшеницы в процессе хранения на
показатели его качества
Обоснование выбора способа сохранения качества зерна пшеницы, повышенной влажности,
с применением биопрепаратов
Разработка технологии производства биопрепарата Батан
Разработка технологии обработки зерна пшеницы биологическими препаратами
Сравнительная оценка эффективности действия биопрепаратов на качество зерна пшеницы
Исследование потребительских свойств муки из зерна пшеницы
Исследование потребительских свойств хлебобулочных изделий из пшеничной муки
Выработка опытных партий и исследование пищевой ценности хлебобулочных изделий,
полученных из зерна, обработанного биопрепаратом
Производственная апробация предлагаемых технологических решений и оценка
экономической эффективности от внедрения новых технологий хранения зерна в
производство
Рисунок 1 – Структурная схема исследования
7
2.2
Характеристика
объектов исследования. В качестве объектов
исследования были выбраны новые, отличающиеся высокой урожайностью сорта
озимой мягкой пшеницы селекции КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко урожая 20062008 годов: Краснодарская 99, Таня, Батько, Веда, имеющие лучшие показатели
стекловидности, натуры, массы 1000 зерен, количества и качества клейковины,
отличающиеся устойчивостью к
болезням и, в связи с этим, более
конкурентоспособные по сравнению с традиционными сортами.
Таблица 1- Основные показатели качества сортов зерна пшеницы
Наименование показателя
Значение показателя для сорта
Краснодарская
99
Таня
Батько
Веда
Массовая доля влаги, %
11,5 - 18,0
12,7 - 15,9
12,4 – 12,6
12,9 – 19,4
Натурная масса, г/л
790 – 820
795 – 810
765 – 770
750 – 780
Сорная примесь, %
1,1 – 1,2
1,7 – 2,8
5,4 – 6,7
4,8 – 10,9
Зерновая примесь, %
1,8 – 2,1
2,1 – 2,3
2,6 – 2,8
2,5 – 2,6
Стекловидность, %
80,1-85,0
73,0 – 74,1
77,4-78,2
68,5-67,1
Массовая доля белка, %
абс. сух. вещество
16,6 – 16,9
10,4 – 12,2
12,4 – 14,6
8,8 – 13,7
Количество
клейковины, %
31,7 – 32,4
24,6 – 29,8
20,2 – 22,9
21,2 – 24,4
сырой
Из таблицы 1 видно, что наилучшими мукомольными и хлебопекарными
свойствами обладает зерно пшеницы сорта Краснодарская 99. Далее исследования
проводили с этим сортом.
В зависимости от года сбора урожая, у выбранного сорта наблюдаются
значительные колебания по влажности зерна в период уборки. Влажность зерна
является важнейшим фактором, от которого зависят семенные и посевные
качества зерна, а повышенная влажность является благоприятной средой,
оказывающей большое влияние на развитие микрофлоры. В связи с этим было
исследовано влияние различной влажности и сроков хранения зерна сорта
Краснодарская 99 на микрофлору зерна (рисунок 2).
Известно, что хлебопекарные свойства муки зависят от состояния белковопротеиназного и углеводно-амилазного комплексов, на формирование которых
8
Количество микроорганизмов,
КОЕ/г
23
2
21
1
19
17
15
13
11
9
7
Исх
15
30
45
60
Продолжительность хранения, сут.
Рисунок 2 – Изменение количества микроорганизмов при хранении зерна:
1 - влажность зерна
11,5%;
2 - влажность зерна 18,0%
наряду с другими факторами оказывает и микрофлора зерна. В связи с этим
представляло интерес изучить, как меняется количество микроорганизмов на
зерне пшеницы разной влажности в процессе хранения.
Из рисунка 2 видно, что количество микроорганизмов зерна пшеницы с
влажностью 18 % увеличивается в процессе хранения в большей степени, чем у
зерна с влажностью 11,5%. Это связано с тем, что наличие влаги в зерне
повышает доступность питательных веществ для микроорганизмов.
Состояние белково-протеиназного комплекса зерна пшеницы, определяется
активностью протеолитических ферментов, исходя из этого, представляло интерес
исследовать влияние сроков хранения зерна пшеницы различной влажности на
активность протеолитических ферментов.
9
Влияние
продолжительности хранения
пшеницы
различной
влажности на активность протеолитических ферментов показано на рисунке 3.
0,8
Активность протеаз, усл. ед
2
1
0,7
0,6
0,5
0,4
Исх
15
30
45
60
Продолжительность хранения, сут.
Рисунок 3 – Изменение активности протеаз при хранении зерна пшеницы:
1 - влажность зерна 11,5%;
2 - влажность зерна 18,0%
Как видно из графиков, представленных на рисунке 3 в зерне с влажностью
18,0% в процессе хранения активность протеаз увеличивается в большей степени
чем у сухого зерна, что можно объяснить его большей поражаемостью
плесневыми грибами и бактериями, которые, проникая через поврежденные при
уборке покровные ткани зерна, интенсивно развиваются и активизируют протеазы
зерна. Протеазы микроорганизмов и зерна пшеницы, гидролизуют белки
клейковины, снижают ее упругость и увеличивают текучесть, что снижает
хлебопекарные свойства муки.
10
В
зерна
связи
с
этим
биопрепаратами
можно предположить, что обработка влажного
позволит
не
только
уменьшить
обсемененность
микроорганизмами, повысить его сохраняемость, но и улучшить хлебопекарные
свойства муки, выработанной из этого зерна.
Далее изучали возможность применения биопрепаратов для сохранения
потребительских свойств муки из зерна пшеницы повышенной влажности.
2.3 Обоснование выбора биопрепарата для регулирования качества
зерна пшеницы. При выборе биопрепарата учитывали его безопасность,
эффективность действия, доступность - объемы производства и стоимость.
В настоящее время интерес специалистов вызывают биопрепараты,
созданные на основе штаммов живых бактериальных и грибных культур
различной стадии развития, и обладающие разнообразными механизмами
подавления микрофлоры, а также возможностью стимуляции роста и развития
растений. Наиболее известными в настоящее время являются биопрепараты:
Бактофит, Лепидоцид, Планзир, Дизофунгин и другие.
Разработанный нами новый высокоэффективный биопрепарат Батан
проходит регистрационные испытания.
Способ производства препарата Батан предусматривает смешивание
культуральных жидкостей Hansenula anomala шт.J-2645 с титром клеток 2∙108,
Hansenula anomala шт.J-2646 с титром клеток 2∙108 и Bacillus thuringiensis шт.
5259/112 с титром клеток 5∙108 в соотношении по объему 1:1:1 и добавлением
пеларгоналя в количестве 0,01% от объема полученной смеси.
Структурная
схема
производства
данного
препарата
приведена
на
рисунке 4.
При закладке зерна пшеницы на хранение актуальна возможность его
заражённости токсигенными грибами.
Недостаточная
предпосевная
обработка
семян
или
ее
отсутствие
обуславливает закономерный рост обсемененности зерна пшеницы спорами
токсичных грибов и их развития при длительном хранении.
Наибольшую опасность для зерна представляют грибы видов Fusarium,
Aspergillium, Penicillium, Alternaria, Mucor и их токсины.
11
Механизм действия биопрепарата заключается в том, что входящие в его
состав микроорганизмы, взаимодействуя с конкурентной микрофлорой зерна
пшеницы, вырабатывают фунгицидные и бактерицидные вещества, которые
подавляют патогенную микрофлору, находящуюся на поверхности зерна.
Представляло интерес исследовать, как влияют наиболее приемлемыми, с
точки
зрения
экологической
безопасности,
эффективности
известные
биопрепараты и разработанный нами биопрепарат Батан на сохраняемость
влажного зерна пшеницы.
Хранение чистой
культуры Bacillus
thuringiensis шт.
5259/112.
Хранение чистой
культуры Hansenula
anomala шт. J-2645
Хранение чистой
культуры Hansenula
anomala шт. J-2646
Выращивание исходной культуры
Приготовление маточной культуры
Выращивание жидкой
культуры в ферментере
до титра препарата не
менее 5∙108 клеток
Выращивание жидкой
культуры в ферментере
до титра препарата не
менее 2∙108 клеток
Выращивание жидкой
культуры в ферментере
до титра препарата не
менее 2∙108 клеток
Расфасовка
Хранение
при t 4-8 ºC,
не более 14 дней
Смешивание в соотношении 1:1:1+0,01% пеларгония
при отпуске препарата
Рисунок 4 – Структурная схема производства биопрепарата
Для проверки эффективности защитного действия биопрепаратов образцы
зерна с влажностью 18,0% были обработаны отдельно препаратами Дизофунгин и
12
Батан аэрозольным способом в дозах 1- 6 л/т, а затем заложены на хранение при
температуре 20±2оС и относительной влажности воздуха 75%.
В качестве контрольного на хранение был заложен необработанный
биопрепаратом образец зерна с влажностью 18,0%.
Структурная схема обработки зерна пшеницы биопрепаратом приведена на
рисунке 5.
зерно пшеницы
Очистка зерна от примесей, формирование
партий
биопрепарат
Батан
зерно
Взвешивание партии зерна
Подготовка
биопрепарата
биопрепарат
Батан
зерно
Обработка зерна в аппарате для увлажнения
зерно, обработанное
биопрепаратом Батан
Транспортирование и перемешивание зерна
винтовым конвейером
зерно, обработанное
биопрепаратом Батан
Хранение зерна
зерно на переработку
Рисунок 5 - Структурная схема обработки зерна пшеницы биопрепаратом
На следующем этапе изучали влияние выбранных биопрепаратов на
микробиологическую чистоту зерна пшеницы. На рисунках 6-7 показано влияние
различных дозировок биопрепаратов Дизофунгин и Батан на изменение
количества микроорганизмов на зерне пшеницы.
13
23
Количество микроорганизмов,
КОЕ/г
1
Рисунок 6 –
Изменение количества
микроорганизмов в
процессе хранения
зерна, обработанного
препаратом Дизофунгин
дозировкой:
1- контроль
2 - 1 л/т
3 - 2 л/т
4 - 3 л/т
5 - 4 л/т
6 – 5 л/т
7 – 6 л/т
21
19
17
2
15
3
13
4
5
6
7
11
9
Исх
15
30
45
60
Продолжительность хранения, сут.
Количество микроорганизмов,
КОЕ/г
23
1
Рисунок 7 –
Изменение количества
микроорганизмов в
процессе хранения
зерна, обработанного
препаратом Батан
дозировкой:
1 – контроль
2 – 1 л/т
3 - 2 л/т
4 – 3 л/т
5 – 4 л/т
6 – 5 л/т
7 – 6 л/т
21
19
17
2
15
3
13
4
11
5
6
7
9
7
Исх
15
30
45
60
Продолжительность хранения, сут.
Данные приведенные на рисунках 6,7 позволяют сделать вывод, что
обеспечение
микробиологической
чистоты
и
снижения
активности
14
протеолитических
ферментов
зерна пшеницы
повышенной
влажности,
обеспечивает обработка биопрепаратами Дизофунгин и Батан дозировкой 4 л/т.
Увеличение дозировки биопрепаратов более 4 л/т - к значительному
эффекту не приводит.
При
проведении
фитоэкспертизы
установлено,
что
обработка
биопрепаратами Дизофунгин и Батан повлияла на заселенность и поражаемость
зерна пшеницы сапрофитными и патогенными микроорганизмами по сравнению с
контролем (таблица 2).
Таблица 2 – Влияние концентрации биопрепарата Батан на микрофлору
зерна пшеницы
№
п/
п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Поражённость зерна плесневыми грибами, %
Варианты/
дозировка,
л/т
Fusarium
Aspergillium
Penicillium
Alternaria
Mucor
Контроль
Дизофунгин/1
Батан /1
Дизофунгин/ 2
Батан /2
Дизофунгин/ 3
Батан /3
Дизофунгин/ 4
Батан /4
Дизофунгин /5
Батан/ 5
Дизофунгин/ 6
Батан /6
5
4
3
3
2
-
4
3
2
1
-
71
70
70
66
57
50
34
41
7
30
7
28
7
14
13
10
12
12
10
4
8
2
2
-
100
100
80
90
60
80
30
25
5
20
20
-
Анализируя данные таблицы 2, делаем вывод, что обработка семян
биопрепаратом Батан, при концентрации биопрепарата 4-6 л/т, позволила снизить
пораженность грибами Fusarium,
Penicillium на
снижение
90%. Препарат Дизофунгин показывает менее эффективное
поражённости
микроорганизмами.
обнаружены.
Aspergillium, Alternaria, Mucor на 100%,
зерна
пшеницы
Фузариотоксины
в
сапрофитными
исследуемых
и
патогенными
образцах
не
были
15
Проведенные ранее исследования показали, что в зерне пшеницы с
влажностью 18,0% более активны собственные протеолитические ферменты.
Поэтому изучали эффективность действия различных дозировок выбранных
биопрепаратов на активность протеолитических ферментов зерна.
На рисунках 8 и 9 приведены зависимости по влиянию биопрепаратов
Дизофунгин и Батан на активность протеаз в процессе хранения зерна.
1
Активность протеаз, усл. ед
0,8
2
0,7
3
0,6
4
0,5
0,4
Исх
5
6
7
15
30
45
Рисунок 8– Изменение
активности протеаз в
процессе хранения зерна,
обработанного
препаратом Дизофунгин
дозировкой:
1 – контроль
2 – 1 л/т
3 - 2 л/т
4 – 3 л/т
5 – 4 л/т
6 – 5 л/т
7 – 6 л/т
60
Продолжительность хранения, сут.
Из данных представленных на рисунках 8,9 можно сделать вывод
о
снижении активности протеаз зерна под действием биопрепаратов. В большей
степени протеазы угнетаются при обработке препаратом Батан.
Проанализировав полученные данные по влиянию различных дозировок
биопрепаратов Дизофунгин и Батан на микрофлору зерна, активность протеаз и
учитывая, что Батан показывает более высокую защитную активность и имеет
меньшую стоимость дальнейшие исследования проводили с этим препаратом.
Далее изучали влияние обработки зерна пшеницы биопрепаратом Батан на
потребительские свойства пшеничной муки и хлебобулочных изделий.
16
Рисунок 9 – Изменение
активности протеаз в
процессе
хранения
зерна, обработанного
препаратом
Батан
дозировкой:
1 – контроль
2 – 1 л/т
3 - 2 л/т
4 – 3 л/т
5 – 4 л/т
6 – 5 л/т
7 – 6 л/т
0,8
Активность протеаз, усл. ед
1
0,7
2
0,6
3
4
0,5
5
6
7
0,4
Исх
15
30
45
60
Продолжительность хранения, сут.
2.4 Исследование потребительских свойств муки из зерна пшеницы,
обработанного биопрепаратом Батан. Влияние биопрепарата Батан на
хлебопекарные свойства муки из обработанного зерна представлены в таблице 3.
Таблица
3
-
Влияние
обработки
зерна
пшеницы
при
хранении
биопрепаратом Батан на хлебопекарные свойства пшеничной муки
Значение показателя
мука пшеничная из зерна влажностью:
11,5%
Наименование показателя
Массовая доля сырой клейковины, %
Качество
сырой
клейковины,
условных ед. прибора ИДК
Автолитическая активность, % на СВ
Газообразующая способность,
мл СО2
18,0%
необработа
нного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
необработан
ного
(контроль)
обработан
ного
биопрепаратом
32,4
32,9
24,2
26,8
62,0
31,5
62,2
30,5
59,4
32,1
60,9
31,8
1220,0
1238,0
1180,0
1204,0
17
Из полученных данных видно, что у зерна с повышенной влажностью
ухудшилось качество клейковины и показатели хлебопекарных свойств муки,
однако, обработка зерна пшеницы с влажностью 18,0% биопрепаратом Батан
позволяет
сохранить
обработанного зерна.
хлебопекарные
Показатели
свойства
количества и
муки,
полученной
из
качества клейковины
у
обработанного зерна выше (таблица 3).
Таблица 4 - Влияние обработки зерна пшеницы биопрепаратом на цвет
муки и ее способность к потемнению
Значение показателя
мука пшеничная из зерна влажностью:
11,5%
Наименование показателя
18,0%
необработан
ного
(контроль)
обработанного биопрепаратом
необработанного
(контроль)
обработанного биопрепаратом
Коэффициент
отражения
свежезамешанной муки, %
44,23
45,5
40,22
43,1
Коэффициент отражения муки,
термостатированной в течение 6
часов, %
33,25
35,28
29,1
32,55
Способность к потемнению, %
22,82
21,4
25,41
22,79
Из данных, приведенных в таблице 4 можно сделать вывод, что обработка
зерна биопрепаратом Батаном влияет на цвет муки, выработанной из
обработанного зерна, уменьшается ее способность к потемнению, что можно
объяснить снижением, под действием биопрепарата, активности окислительновосстановительных ферментов зерна, в результате которого обесцвечивание
каротиноидов муки замедляется.
Для изучения влияния биопрепарата на структурно-механические свойства
теста проводили определение его физических свойств (таблица 5).
Из
приведенных
данных
видно,
что
обработка
влажного
зерна
биопрепаратом Батан обеспечивает сохранение структурно-механических свойств
теста, в сравнении с необработанным влажным зерном.
18
Таблица 5 - Влияние обработки биопрепаратом
на
структурно-
механические свойства теста из пшеничной муки
Значение показателя
мука пшеничная из зерна влажностью:
11,5%
обрабонеобработанного
танного
биопрепа(контроль)
ратом
Наименование показателя
Водопоглотительная способность теста, %
Разжижение теста, ед. пр.
Время образования теста, мин.
Валориметрическая оценка, ед.прибора
Учитывая
биопрепаратом
положительное
Батан
на
52,0
120
6,0
54
влияние
56,0
100
6,5
57
обработки
белково-протеиназный
18,0%
обработан
необрабоного
танного
биопрепа(контроль)
ратом
50,0
130
6,5
43
52,0
115
7,0
49
зерна
комплекс,
пшеницы
структурно-
механические свойства теста на следующем этапе изучали влияние биопрепарата
на формирование потребительских свойств хлеба.
2.5 Исследование потребительских свойств хлеба из пшеничной муки.
Влияние обработки зерна биопрепаратом на хлебопекарные свойства пшеничной
муки оценивали путем пробной лабораторной выпечки. Тесто готовилось
безопарным способом. Показатели качества проб хлеба из исследуемых образцов
муки представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Влияние обработки зерна пшеницы биопрепаратом Батан на
показатели качества хлеба
Значение показателя
мука пшеничная из зерна влажностью:
Наименование показателя
Удельный объем, см3/100г
Формоустойчивость Н/Д
Влажность мякиша, %
Кислотность мякиша, град
Пористость мякиша, %
Структурно-механические
мякиша, ед.пр.:
Δ Нобщ
Δ Нпл
Δ Нупр
11,5%
18,0%
необработанного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
необработанного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
243
0,38
44,0
2,9
60,0
251
0,40
43,8
2,8
62,0
215
0,33
45,5
3,0
50,0
238
0,37
44,0
2,7
58,0
80
63
17
90
71
19
72
56
16
87
69
18
свойства
19
Из приведенных в таблице 6 данных видно что хлеб выпеченный из
муки
выработанной
из
влажного
зерна
обработанного
биопрепаратом
характеризуется лучшими показателями удельного объема, формоустойчивости,
пористости,
структурно-механических
свойств
мякиша
по
сравнению
с
контрольным образцом.
У теста из муки, выработанной из обработанного зерна, снижается
начальная кислотность и интенсивность её накопления. Поэтому кислотность
хлеба контрольных образцов выше.
Таким образом, проведенные исследования показали, что обработка зерна
пшеницы биопрепаратом Батан позволяет не только обеспечить сохранение таких
хлебопекарных
свойств
муки
как
количество
и
качество
клейковины,
автолитическую активность, газообразующую способность в течение 60 суток
хранения, но и улучшить показатели удельного объема и формоустойчивости
хлеба.
Установленная в ходе исследования высокая ингибирующая активность
биопрепаратов, применяемых для обработки влажного зерна пшеницы при
хранении, к микрофлоре позволила предположить возможность ингибирования
микроорганизмов, ответственных за развитие «картофельной» или тягучей
болезни хлеба – Bacillus Mesentericus и Bacillus Subtilis.
Для определения степени поражения хлеба «картофельной» болезнью
образцы хлеба выпеченного из муки, выработанной из зерна искусственно
обсемененного бактериями, обработанного биопрепаратом и без обработки термостатировали при температуре 37оС и влажности воздуха 85% в течение 24,
48 и 78 часов. После термостатирования хлеб исследовали на наличие признаков
заболевания
«картофельной»
болезнью.
Результаты
микробиологических
исследований полученных образцов представлены в табл. 7.
Из данных, приведённых в таблице видно, что при обработке биологическим
препаратом Батан активность бактерий муки и хлеба, возбудителей картофельной
болезни, уменьшается.
20
Таблица 7 - Влияние обработки зерна биопрепаратом Батан на степень
поражения хлеба из пшеничной муки картофельной болезнью
Значение показателя
мука пшеничная из зерна влажностью:
11,5%
18,0%
Наименование показателя
Степень поражения хлеба
картофельной болезнью
в
процессе его хранения в
течение, часов:
24
48
72
необработанного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
необработанного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
Без
признаков
поражения
Слабая
степень
поражения
Средняя
степень
поражения
Без
признаков
поражения
Без
признаков
поражения
Слабая
степень
поражения
Слабая
степень
поражения
Средняя
степень
поражения
Сильная
степень
поражения
Без
признаков
поражения
Слабая
степень
поражения
Слабая
степень
поражения
Ингибирующее влияние обработки зерна препаратом Батан, на бактерии
Bacillus Mesentericus и Bacillus Subtilis прослеживается в образцах муки, и в
образцах хлеба, полученных из этого зерна.
Для определения биологической ценности зерна, муки, хлеба использовался
микробиологический
тест-организм
Tetrachymena
pyriformis.
Результаты
исследований приведены в табл.8.
Таблица 8 - Относительная биологическая ценность зерна пшеницы,
муки и хлеба
Количество инфузорий в 1 см3
мука пшеничная из зерна влажностью:
Образцы
11,5%
Зерно
Мука
Хлеб
18,0%
необработанного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
необработанного
(контроль)
обработанного
биопрепаратом
320000
455000
490000
321000
465000
510000
302000
445000
450000
310000
454000
480000
Данные представленные в таблице 8 позволяют сделать вывод о том, что
обработка
препаратом
Батан
увеличивает
относительную
биологическую
21
ценность
зерна
и
продуктов
его переработки,
что
связано
с
ингибированием процессов, идущих с уменьшением количества питательных
веществ.
По
завершению
производственных
испытаний
были
проведены
исследования показателей безопасности обработанного зерна пшеницы и
продуктов его переработки, в сравнении с необработанным зерном при помощи
тест-организма
Tetrachymena
pyriformis.
Данные
испытания
показали
безопасность продуктов.
Проведены
производственные
испытания
разработанной
технологии
обработки зерна пшеницы в Северском райпотребсоюзе Краснодарского края.
Разработана
технология
обработки
влажного
зерна
пшеницы
биопрепаратом.
Таким образом, проведенные исследования позволяют рекомендовать
новую технологию обработки влажного зерна пшеницы биопрепаратом Батан для
обеспечения сохранения и формирования его потребительских свойств.
Ожидаемый экономический эффект от применения биопрепарата составит
более 300 рублей на тонну зерна пшеницы.
ВЫВОДЫ
С помощью современных методов выполнены комплексные исследования,
позволившие теоретически и экспериментально обосновать целесообразность
применения биологических препаратов при хранении влажного зерна пшеницы.
1.
Проведена сравнительная оценка эффективности современных биопрепаратов
для обработки влажного зерна перед хранением.
2.
Установлены и обоснованы преимущества препарата
высокими
бактерицидными,
бактериостатическими
Батан обладающего
и
фунгицидными
свойствами, экологичностью, технологичностью применения.
3.
Разработана технология производства биопрепарата Батан и обработки зерна
пшеницы биопрепаратами.
22
4.
Показана
возможность
обработки
зерна пшеницы, продовольственного
назначения раствором биологического препарата Батан при рекомендуемых
дозировках 4 л/тонну.
5.
Установлено, что под действием указанных доз происходит торможение
микробиологических и, частично, ферментативных процессов, в хранящемся
зерне
пшеницы,
что
позволяет
сохранить
хлебопекарные
свойства
выработанной из обработанного зерна муки, при практически полном
подавлении плесневых грибов.
6.
Установлено что в обработанном зерне повышенной влажности при хранении
снижается активность протеолитических ферментов.
7.
Установлено, что обработка влажного зерна пшеницы биопрепаратом Батан не
ухудшает качество хлеба, выпеченного из муки, выработанной из этого зерна,
а по показателям: объёмный выход, пористость, цвет корки хлеба наблюдается
заметное улучшение.
8.
Показано что хлеб, выпеченный из муки, выработанной из обработанного
зерна при хранении, значительно меньше поражается Bacillus Mesentericus и
Bacillus Subtilis, что особенно актуально для хлебопечения в южных районах
страны.
9.
С помощью тест-организма Tetrachymena pyriformis подтверждено сохранение
биологической ценности, отсутствие токсичности муки и хлеба, выработанных
из обработанного зерна.
Основные положения диссертации опубликованы в работах:
1.
Деренкова И.А. Влияние биопрепаратов на формирование хлебопекарных
свойств зерна [Текст] / П.И. Кудинов, Т.В. Першакова, Л.Н. Шубина И.А.
Деренкова // Известия вузов. Пищевая технология.- 2009, № 4.- С. 66-68.
2.
Деренкова
И.А.
Способность
сортов
накапливать в зерне фузариотоксины
пшеницы,
тритикале
и
ячменя
[Текст] / О.А. Монастырский,
Л.Н.Шубина, И.А. Деренкова // Защита и карантин растений: журнал для
специалистов, ученых и практиков.- 2007, № 10.- С. 19-20.
23
3.
Патент РФ 2340163 от 10.12.08, RU
препарата
«Батан»
для
2 340 163 C1 Способ производства
послеуборочной
обработки
зерна
[Текст]
/
Монастырский О.А., Ярошенко В.А., Шубина Л.Н., Деренкова И.А.
4.
Деренкова И.А. Разработка хлебобулочных изделий профилактического
назначения с использованием муки из зерна тритикале [Текст] / Л.Н. Шубина,
И.А. Деренкова // Сборник статей и докладов «Роль потребительской
кооперации в реализации приоритетных национальных проектов»: - Липецк,
2006.
5.
Деренкова И.А. Хлебобулочные изделия специального назначения [Текст] /
И.А.
Деренкова
//
Сборник
научных
докладов
профессорско-
преподавательского состава. – М.: Кооперативное образование, 2006 .- 139с.
6.
Деренкова И.А. Влияние биологических препаратов на формирование
потребительских свойств зерна, муки и хлебобулочных изделий [Текст] / П.И.
Кудинов, Т.В. Першакова, Шубина Л.Н. // Материалы международной научнопрактической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные
изделия ХХI века».- Краснодар, 2009.
7.
Деренкова И.А. Использование современных способов послеуборочной
обработки зерна как факторы повышения эффективности производства [Текст]
/ Т.В. Першакова, Л.Н. Шубина // Сборник научных докладов «Пути
повышения эффективности экономической деятельности и социальной работы
кооперативных организаций».- Москва, 2009.
8.
Деренкова И.А. Влияние обработки зерна биопрепаратами на степень
поражения хлеба картофельной болезнью [Текст] / Т.В. Першакова, Л.Н.
Шубина // Сборник научных докладов «Пути повышения эффективности
экономической
деятельности
организаций». - Москва, 2009.
и
социальной
работы
кооперативных