На правах рукописи КОСИНКОВА Ирина Алексеевна РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ
advertisement
На правах рукописи КОСИНКОВА Ирина Алексеевна РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ХЛЕБОБУЛОЧНОГО ИЗДЕЛИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ, ОБОГАЩЕННОГО БАД «АРБУЗ» Специальность 05.18.15 – Товароведение пищевых продуктов и технология продуктов общественного питания АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар – 2008 2 Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Мартовщук Евгения Владимировна Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Елисеева Людмила Геннадьевна; кандидат технических наук, доцент Красина Ирина Борисовна Ведущая организация: Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии Защита состоится 11 марта 2008 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.03 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета Автореферат разослан 8 февраля 2008г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент М.В.Жарко 3 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность работы. Перспективным направлением решения задачи расширения ассортимента хлебобулочных изделий для диетического и лечебно-профилактического питания является создание рецептур и технологии хлебобулочных изделий, обогащенных биологически активными добавками, представляющими полисахаридные комплексы, собой полученные витаминно-минеральноиз вторичных ресурсов переработки растительного сырья. Среди биологически активных добавок, получаемых из вторичных ресурсов растительного происхождения, особый интерес представляет БАД на основе семян арбуза и выжимок арбуза. В связи с этим разработка рецептуры и оценка потребительских свойств хлебобулочных изделий функционального назначения, обогащенных БАД на основе растительного сырья, является актуальной. Диссертационная Минобразования РФ работа выполнялась «Научные в соответствии исследования приоритетным направлениям науки и техники», высшей № с школы НТП по Госрегистрации 01200109253 и планом НИР КубГТУ. 1.2 Цель работы. Целью работы являлась разработка рецептуры и оценка потребительских свойств хлебобулочного изделия функционального назначения, обогащенного БАД «Арбуз». 1.3 Основные задачи исследования: - изучение, анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования; - оценка органолептических, физико-химических показателей и пищевой безопасности БАД «Арбуз»; - исследование медико-биологических свойств БАД «Арбуз» антиоксидантных, радиопротекторных; антитоксических, мембранопротекторных и 4 - обоснование целесообразности и эффективности применения БАД «Арбуз» для производства хлебобулочных изделий функционального назначения; - изучение влияния БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства пшеничной муки и структурно-механические свойства теста; - исследование влияния БАД «Арбуз» на предварительную активацию прессованных дрожжей; - исследование влияния БАД «Арбуз» на качество хлебобулочных изделий; - разработка рецептуры и технологических режимов производства хлебобулочного изделия, обогащенного БАД «Арбуз»; - оценка потребительских свойств разработанного хлебобулочного изделия; - опытно-промышленная апробация технологических режимов и разработанной рецептуры хлебобулочного изделия; - разработка комплекта технической документации, включающего технические условия, технологическую инструкцию и рецептуру; - оценка экономической эффективности разработанных технологических решений. 1.4 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально доказана целесообразность и эффективность применения БАД «Арбуз» в качестве эффективной растительной добавки к хлебобулочным изделиям. Впервые выявлено, что БАД «Арбуз» обладает антиоксидантными, антитоксическими, мембранопротекторными и радиопротекторными свойствами. Выявлено положительное влияние БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства пшеничной муки, структурно-механические свойства теста и качество хлебобулочного изделия. Выявлено положительное влияние БАД «Арбуз» на потребительские свойства, включая пищевую и физиологическую ценность, а также сроки сохранения свежести хлебобулочного изделия. 5 Теоретически и экспериментально обоснованы рекомендуемые дозировки БАД, а также способы приготовления теста с внесением БАД «Арбуз». Новизна работы защищена 5 решениями о выдаче патентов РФ на изобретения. 1.5 Практическая значимость. Определены способы приготовления теста с внесением БАД «Арбуз». Разработаны рецептура и технологические режимы получения обогащенного предлагаемой БАД хлебобулочного изделия. На основании исследования органолептических и физико-химических показателей технологических свойств, медико-биологических показателей и пищевой ценности БАД «Арбуз» разработаны рекомендации по ее применению в производстве хлебобулочных изделий. Разработан комплект технической документации на новый вид хлебобулочного изделия функционального назначения - хлеб «Арбузик», включающий технические условия, технологическую инструкцию и рецептуру. 1.6 Реализация результатов исследования. Разработанные способы приготовления теста с внесением БАД «Арбуз», а также рецептура хлебобулочного производственного изделия испытаны комплекса в факультета условиях Учебно-научно- инженерии, экспертизы и компьютерного моделирования высоких технологий. Выпуск нового вида хлебобулочного изделия - хлеба «Арбузик» освоен в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс». Экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений и реализации нового вида хлебобулочного изделия «Арбузик» в объеме 50 тонн в год составит более 500 тыс. руб. 1.7 Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные автором, доложены и обсуждены на: Межрегиональной научно-практической конференции «Товароведение и экспертиза товаров: состояние, проблемы и перспективы развития», г. Уфа, 23-24 ноября 2006 г; Международной научно- 6 практической конференции «Социальное здоровье нации и будущее национальной медицины», г. Белгород, 3-4 декабря 2006г.; 8-ой региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», г. Краснодар, 7-8 декабря 2006 г; IV Международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России», г. Орел, 12-14 декабря,2006 г.; V Международной научно-практической конференции «Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства», г. Челябинск, 30 марта 2007 г.; Всероссийской технологии» конференции на государственного 9-10 базе с международным факультета Пищевой технологического апреля,2007г.;9-ой заочной участием инженерии университета, Всероссийской «Пищевые Казанского г. Казань, научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов, г. Майкоп, апрель 2007г. 1.8 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 научных работ, в том числе 1 монография, 1 статья, 9 материалов конференций и получено 5 решений о выдаче патентов РФ на изобретения. 1.9 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений. Основная часть работы выполнена на 126 страницах, включает 17 таблиц и 15 рисунков. Список литературных источников включает 121 наименование отечественных и зарубежных авторов. 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Методы исследования. Экспериментальные проводили с применением исследования современных органолептических и физико- химических методов анализа. Массовую долю азота в объектах исследования определяли по методу Кьельдаля, а аминокислотный состав белков - хроматографическим методом на автоматическом анализаторе аминокислот. 7 Определение массовой доли углеводов осуществляли на жидкостном хроматографе высокого давления в смеси ацетонитрил - вода. Массовую долю витаминов в БАД и хлебобулочных изделиях определяли колориметрическим и титрометрическим методами, а также методом инверсионной вольтамперометрии. Содержание макро- и микроэлементов в БАД и хлебобулочных изделиях определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на анализаторе AAS-1 фирмы Цейс (Германия), а также молибдено-ванадиевым и флуориметрическим методами. Фракционный состав углеводов устанавливали методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Жирнокислотный состав липидов, выделенных из БАД «Арбуз», определяли методом газожидкостной хроматографии. Основные показатели качества сырья, полуфабрикатов и готовых хлебобулочных изделий определяли в соответствии с рекомендациями, принятыми в хлебопекарной промышленности. Безопасность БАД «Арбуз» и хлебобулочных изделий оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям. Медико-биологические свойства БАД «Арбуз» изучали совместно со специалистами Института аллергии и астмы г. Краснодара. Оценку результатов и их статистическую достоверность проводили с использованием современных методов расчета. На рисунке 1 приведена структурная схема исследования. 2.2 Выбор объектов исследования. В качестве объекта исследования была выбрана БАД «Арбуз», полученная из смеси семян арбуза и выжимок арбуза с применением метода механохимической активации (таблица 1). В таблице 1 приведены органолептические и физико-химические показатели БАД «Арбуз», а в таблице 2 – состав физиологически функциональных ингредиентов. 8 Анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования Обоснование выбора объектов исследования Оценка физико-химических показателей пшеничной муки I сорта Оценка органолептических и физико-химических показателей БАД «Арбуз» Исследование влияния БАД «Арбуз» на эффективность предварительной активации прессованных дрожжей Оценка медико-биологических свойств БАД «Арбуз» Исследование влияния БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства пшеничной муки и определение эффективной дозировки Исследование влияния БАД «Арбуз» на структурно-механические свойства теста Выбор эффективных способов приготовления теста с внесением БАД «Арбуз» Разработка рецептуры и технологических режимов производства хлебобулочного изделия функционального назначения Выработка опытных партий и оценка потребительских свойств хлебобулочного изделия функционального назначения Разработка комплекта технической документации Оценка экономической эффективности разработанных технологических решений Рисунок 1 – Структурная схема исследования 9 Таблица 1 - Органолептические и физико-химические показатели биологически активной добавки «Арбуз» Наименование показателя Вкус и запах Цвет Внешний вид Массовая доля влаги, % Массовая доля углеводов, %, в том числе: моно- и дисахаридов Массовая доля белков, %, в том числе: водорастворимых солерастворимых Массовая доля липидов, % Показатели липидов, выделенных из БАД: кислотное число, мг КОН/г перекисное число, ммоль активного кислорода/кг Массовая доля минеральных веществ, % Массовая доля органических кислот, %, в том числе лимонной яблочной Характеристика и значение показателя сладкий вкус, легкий, приятный запах коричневый, однородный тонкодисперсный порошок 5,50-6,00 66,25-67,50 50,00-51,00 9,35-9,50 1,70-1,80 5,52-5,70 7,84-8,05 1,10-1,14 1,30-1,37 3,35-3,50 0,75-0,83 0,63-0,68 0,12-0,15 Таблица 2 – Состав физиологически функциональных ингредиентов БАД «Арбуз» Наименование функционального ингредиента 1 Массовая доля, %: полиненасыщенных жирных кислот пищевых волокон, в том числе: пектина и протопектина клетчатки Макроэлементы, мг/100г: магний фосфор Содержание функционального ингредиента 2 7,50-7,61 16,10-16,25 7,35-7,50 7,80-7,95 1501,7-1515,0 321,0-323,0 10 Продолжение таблицы 2 1 кальций 2 152,0-153,0 Микроэлементы, мкг/100 г: железо цинк марганец медь селен фтор 3668,0-3670,0 1504,0-1506,0 730,0-732,0 563,0-565,0 158,0-160,0 105,0-107,0 β – каротин, мг/100г 2,20-2,50 Витамины, мг/100 г: С Е 52,50-54,00 24,10-25,00 Из приведенных данных видно, что в БАД «Арбуз» содержатся в значительном количестве углеводы, и, прежде всего, моно- и дисахариды, а также минеральные вещества, которые являются благоприятной средой для деятельности дрожжей. Кроме того, анализируя данные таблицы 2, видно, что в БАД «Арбуз» содержатся в значительном количестве такие физиологически функциональные ингредиенты, как витамины С и Е, - каротин, пищевые волокна и микроэлементы: железо и селен, дефицит которых отмечен в пищевом статусе населения Краснодарского края. Учитывая, что БАД «Арбуз» будет применяться для создания хлебобулочных изделий функционального назначения, на следующем этапе изучали ее медико-биологические свойства и физиологическую активность. 2.3 Исследование медико-биологических свойств БАД «Арбуз». Исследование медико-биологических свойств проводили на растущих белых крысах линии Вистар, в рацион которых вводили БАД «Арбуз». Животные были разделены на 2 группы по 20 крыс в каждой: контрольная (I), в рацион которой не включали БАД, и экспериментальная (II), рацион которой содержал БАД. 11 Влияние БАД «Арбуз» на перекисное окисление липидов в организме животных изучали, определяя содержание малонового диальдегида (МДА) и 4,5 0,50 4,0 0,48 0,46 3,5 0,44 3,0 Содержание ДК, ОD2/ см3 сыворотки Содержание МДА, нмоль/ см3 сыворотки содержание диеновых коньюгатов (ДК) в сыворотке крови (рисунок 2). 0,42 2,5 1 Снижение Рисунок 2 – Изменение содержания в сыворотке крови животных: 1 - малонового диальдегида; 2 – диеновых конъюгатов: - контрольная группа; - экспериментальная группа, получавшая БАД 2 содержания малонового диальдегида и диеновых коньюгатов в сыворотке крови свидетельствует о том, что БАД «Арбуз» обладает антиоксидантными свойствами. Антиоксидантные свойства БАД «Арбуз» можно объяснить наличием в ней витаминов С и Е, β-каротина, а также селена, которые защищают организм человека от действия свободных радикалов, а также блокируют активные перекисные радикалы, замедляя процесс старения организма. Выявленная способность БАД «Арбуз» проявлять антиоксидантные свойства послужила основанием для исследования ее влияния на защитные функции организма при воздействии токсических факторов алиментарной природы. Учитывая это, изучали антитоксические, мембранопротекторные и радиопротекторные свойства БАД «Арбуз». Для исследования указанных свойств БАД животных предварительно затравливали трихотеценовым микотоксином Т-2 (вводили перорально в 0,1%-ном водном растворе в дозе 1 мг/кг в течение 9 дней), затем животные получали полноценные кормовые смеси. Кормление проводили по принципу 12 «вволю» со свободным доступом к воде. Длительность опытов составила 3 месяца. Эффективность антитоксических свойств определяли по снижению содержания малонового диальдегида (МДА) в печени животных, а также по увеличению активности ферментов Эффективность мембранопротекторных оценивали степени по лизосом и восстановления печени животных. радиопротекторных мембран эритроцитов свойств после воздействия перекиси водорода (устойчивость эритроцитов к перекисному гемолизу) и по специфическому показателю – проценту экспрессии антигена СД-95, характеризующему уровень гибели клеток (таблица 3). Таблица 3 – Оценка антитоксических, мембраннопротекторных и радиопротекторных свойств БАД «Арбуз» Наименование свойств и показателей Антитоксические свойства: содержание МДА в печени, нмоль/л активность ферментов лизосом печени, % от общей: арилсульфатазы бета-галактидазы Мембранопротекторные и радиопротекторные свойства: процент гемолиза эритроцитов процент экспрессии антигена СД-95 Группа животных экспериментальная, контрольная получавшая БАД 255 220 2,1 4,0 3,7 5,9 20,0 15,5 17,5 11,8 Показано, что включение БАД «Арбуз» в рацион питания животных приводит к значительному снижению содержания малонового диальдегида в печени и к увеличению активности ферментов лизосом печени по сравнению с контролем. Проявление антитоксических свойств обусловлено наличием в БАД «Арбуз» витаминов С и Е, β-каротина, пищевых волокон и селена, обладающих способностью активировать систему антиоксидантной защиты организма. 13 Кроме того, из приведенных данных видно, что снижение процента гемолиза эритроцитов и процента экспрессии антигена СД-95 в экспериментальной группе животных, получавшей БАД «Арбуз», по сравнению с контрольной группой, характеризует достаточно высокую степень восстановления мембран эритроцитов и более низкий уровень гибели клеток, что подтверждает высокие мембранопротекторные и радиопротекторные свойства БАД «Арбуз». Установлено, что, наряду с указанными медико-биологическими свойствами, БАД «Арбуз» проявляет также гипохолестеринимические и гепатопротекторные свойства, что имеет важное значение при создании хлебобулочных изделий диетического и профилактического назначения. 2.4 Исследование влияния БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства пшеничной муки и структурно-механические свойства теста. Для исследования влияния БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства муки и структурно-механические свойства теста использовали две пробы пшеничной муки I сорта, отличающиеся низкой упругостью клейковины и низкой газообразующей способностью. Влияние БАД на «силу» пшеничной муки оценивали по изменению Упругость клейковины, ед. прибора ИДК-1 упругости клейковины (рисунок 3). 120 Рисунок 3 – Влияние БАД на 110 упругость клейковины муки : 100 - контроль (без внесения БАД); 90 - дозировка БАД 1% к массе 80 муки; 70 - дозировка БАД 2% к массе 60 муки 50 1-я проба муки 2-я проба муки 14 Показано, что БАД «Арбуз» оказывает на клейковину укрепляющее воздействие, причем с увеличением дозировки муки БАД это воздействие увеличивается. Укрепление клейковины при введении БАД «Арбуз» объясняется образованием гликопротеинов из молекул белков муки и молекул углеводов БАД, что приводит к возникновению в молекулах белков дополнительных связей, упрочняющих их структуру. Высокая эффективность укрепления клейковины муки при внесении БАД «Арбуз» объясняется высоким содержанием в добавке моно- и дисахаридов, участвующих в образовании гликопротеинов. На следующем этапе изучали влияние дозировок БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства пшеничной муки и структурно-механические свойства теста. Для этого дозировку БАД варьировали в интервале от 2 до 7% к массе муки. В качестве контроля служило тесто без внесения БАД (таблица 4). Таблица 4 - Влияние дозировок БАД «Арбуз» на хлебопекарные свойства пшеничной муки I сорта Наименование показателя Содержание клейковины, % Проба Значение показателя муки КонтДозировка БАД, % к массе муки роль 2 3 4 5 6 7 1 27,50 28,00 28,20 28,30 28,40 28,40 28,40 2 26,70 27,30 27,60 27,80 28,00 28,00 28,00 Растяжимость, см 1 2 20 22 13 14 12 13 10 11 10 11 10 11 10 11 Упругость клейковины, ед. прибора ИДК-1 1 2 100 115 69 74 64 69 60 62 59 60 59 60 59 60 Глубина погружения К20, ед. пенетрометра 1 2 220 240 175 180 170 175 165 173 160 170 160 170 160 170 Из приведенных данных видно, что внесение БАД «Арбуз» приводит к укреплению клейковины муки, повышая ее упругость и эластичность, при этом лучшие результаты получены при дозировке БАД 5% к массе муки. 15 В таблице 5 приведены данные по влиянию БАД «Арбуз» на структурно-механические свойства теста (тесто готовили безопарным способом). Таблица 5 – Влияние БАД «Арбуз» на структурно-механические свойства теста Наименование показателя Проба муки Значение показателя Конт- Дозировка БАД, % к массе муки роль 2 3 4 5 6 7 210 174 165 163 160 160 160 235 189 175 170 175 175 175 Показатель пенетромера, К60, ед. прибора Показатели фаринографа: водопоглотительная способность, % 1 2 1 2 54 45 66 62 72 68 75 72 78 75 78 75 78 75 время образования и устойчивости теста, мин. 1 2 8,0 7,4 9,0 8,7 9,2 8,8 9,3 9,0 9,5 9,3 9,5 9,3 9,5 9,3 разжижение теста, ед. прибора 1 2 170 180 158 165 150 158 147 153 145 150 145 150 145 150 валориметрическая оценка, ед.фаринографа 1 2 60 50 70 68 74 71 76 73 78 75 78 75 78 75 Из приведенных в таблице 5 данных видно, что дозировка БАД «Арбуз» в количестве 5% к массе муки обеспечивает высокие структурномеханические свойства теста, дальнейшее увеличение дозировки БАД более 5% практически не влияет на улучшение структурно-механических свойств теста. Улучшение структурно-механических свойств теста можно объяснить высокой водопоглотительной способностью белков и пищевых волокон, содержащихся в БАД «Арбуз». Учитывая, что в БАД «Арбуз» достаточно высокое содержание моносахаридов, дисахаридов и минеральных веществ, оказывающих влияние на газообразующую способность пшеничной муки, целесообразно было исследовать влияние БАД на изменение этого показателя (рисунок 4). Из приведенных данных видно, что внесение БАД «Арбуз» в количестве 4% к массе муки приводит к максимальному увеличению ее газообразующей способности. Дальнейшее увеличение дозировки БАД не оказывает влияние на этот показатель. Газообразующая способность муки, мл СО2 16 1500 2 Рисунок 4 – Влияние БАД «Арбуз» на газообразующую способность муки: 1- мука с исходной газообразующей способностью 1240 мл СО2; 2 - мука с исходной газообразующей способностью 1270 мл СО2 1450 1 1400 1350 1300 1250 1200 0 1 2 3 4 5 6 Дозировка БАД "Арбуз", % к массе муки Известно, что на качество готового продукта оказывает влияние способ приготовления теста, учитывая это, на следующем этапе определяли эффективный способ приготовления теста с внесением БАД «Арбуз». 2.5 Влияние способа приготовления теста с внесением БАД «Арбуз»» на качество хлеба. Для выбора эффективного способа приготовления теста БАД «Арбуз» в количестве 5,0% к массе муки вносили в тесто, которое готовили безопарным, однофазным ускоренным и опарными способами (на обычной и большой густой опарах). Предварительными опытами было установлено, что БАД «Арбуз» необходимо вносить в тесто, предварительно смешав ее с водой при температуре 35-40 0С и соотношении БАД – вода, равном 1:4 (таблица 6). Таблица 6 – Влияние БАД «Арбуз» на качество хлеба при различных Наименование показателя способах приготовления теста Значение показателя Способы приготовления теста На большой густой опаре 5 Безопарный Однофазный ускоренный На обычной опаре 2 3 4 Удельный объем, см3/100 г 360 360 410 420 Формоустойчивость подового хлеба, Н/Д 0,50 0,52 0,58 0,58 1 17 Продолжение таблицы 6 1 2 3 4 5 Пористость, % 78 78 82 83 Кислотность, град. 3,3 3,3 3,5 3,5 Деформация мякиша, ед. АП – 4/2: Нобщ. 105 105 120 120 Нпл. 85 85 95 95 Нупр. 20 20 25 25 Показано, что более высокие показатели качества имеет хлеб, полученный из теста, приготовленного опарным способом, как на обычной, так и на большой густой опарах. 2.6 Влияние БАД «Арбуз» на активацию прессованных дрожжей. БАД «Арбуз» имеет богатый химический состав, а именно – высокое содержание моно – и дисахаридов, минеральных веществ, являющихся средой для питания дрожжевых клеток. Учитывая это, исследовали влияние БАД на предварительную активацию прессованных дрожжей. В качестве контроля использовали активированные прессованные дрожжи на водно-мучной смеси. В опытные образцы добавляли БАД «Арбуз» в количестве 0,5-3,0 % к массе муки. Активацию проводили в течение 3 часов, подъемную силу активированных дрожжей определяли через каждые 30 минут экспресс-методом. На рисунках 5 и 6 приведены данные по влиянию БАД «Арбуз» на подъемную силу прессованных дрожжей (с различной исходной подъемной силой) и продолжительность их предварительной активации по сравнению с контролем (без внесения БАД). Установлено, что для дрожжей с исходной подъемной силой 15 минут дозировка БАД «Арбуз» составляет 1,0%, а для дрожжей с исходной подъемной силой 18 минут – 1,5% к массе муки. Из данных рисунка 6 видно, что внесение БАД «Арбуз» позволяет сократить продолжительность активации прессованных дрожжей до 1 часа независимо от исходной их подъемной силы. 18 Рисунок 5 – Влияние БАД «Арбуз» на подъемную силу прессованных дрожжей с исходной подъемной силой: 1- 15 минут; 2 – 18 минут - исходный образец; с активацией: - без внесения БАД; - с внесением БАД в количестве 1,0%; - с внесением БАД в количестве 1,5% Подъемная сила дрожжей, мин 20 16 12 8 4 0 1 2 Подъемная сила дрожжей, мин 20 Рисунок 6 – Влияние БАД «Арбуз» на продолжительность предварительной активации прессованных дрожжей с исходной подъемной силой: 1- 15 минут; 2 – 18 минут 1,2 - без внесения БАД; 1' - с внесением БАД в количестве 1,0%; 2' - с внесением БАД в количестве 1,5% 2 16 1 12 8 2' 1' 4 0 0,0 0,5 1,0 1,5 20,0 2,5 3,0 Продолжительность активации, часов На следующем этапе, учитывая эффективность внесения БАД «Арбуз» при активации прессованных дрожжей, исследовали влияние предварительной активации прессованных дрожжей на качество хлеба, приготовленного однофазным ускоренным способом. С этой целью БАД «Арбуз» вносили в количестве 1,0% - на стадии активации прессованных дрожжей с исходной подъемной силой 15 минут и 4,0% - на стадии приготовления теста (таблица 7). Из приведенных данных видно, что при приготовлении теста однофазным ускоренным способом с предварительной активацией 19 прессованных дрожжей и внесением БАД «Арбуз» качество хлеба не уступало качеству хлеба, приготовленного на опаре с внесением БАД (таблица 8). Таблица 7 – Показатели качества хлеба, обогащенного БАД «Арбуз», при однофазном ускоренном способе приготовления теста Значение показателя Без внесения БАД (контроль) С предварительной активацией дрожжей и внесением БАД на стадии приготовления теста Удельный объем, см3/100 г 260 410 Формоустойчивость хлеба, Н/Д Пористость, % 0,34 67 0,58 82 Кислотность, град. 2,8 3,5 Деформация мякиша, ед. АП – 4/2: Нобщ. 80 120 Нпл. 60 95 Нупр. 20 25 Наименование показателя подового На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что БАД «Арбуз» является биологически активной добавкой, улучшающей потребительские свойства хлеба. В условиях научно-производственной фирмы «Новтекс» были проведены опытные выпечки хлеба «Арбузик» по технологическим режимам, приведенным в таблицах 8 и 9. Таблица 8 - Режимы производства хлеба с внесением БАД «Арбуз» (приготовление теста на обычной опаре) Наименование технологической стадии и режима 1 1. Режимы подготовки БАД «Арбуз» к внесению в тесто: Температура, 0С Значение технологического режима контроль хлеб «Арбузик» 2 3 - 35-40 20 Продолжение таблицы 8 1 Соотношение БАД-вода Дозировка БАД, % к массе муки 2. Режимы приготовления теста: Влажность теста, % Температура, 0С Продолжительность брожения, мин. 3. Режимы предварительной расстойки: Температура, 0С Относительная влажность воздуха, % Продолжительность, мин. 4. Режимы окончательной расстойки: Температура, 0С Относительная влажность воздуха, % Продолжительность, мин. 5. Режимы выпечки хлеба: Температура паровоздушной среды, 0С Продолжительность, мин. Сокращение времени технологического процесса, мин 6. Упек, % 2 - 3 1:4 5,0 44,5 30-32 60 44,5 30-32 30 35 70 20 35 70 15 40 80 50 40 80 35 220 25 220 25 6,0 50 4,0 Таблица 9 - Режимы производства хлеба с внесением БАД «Арбуз» (приготовление теста однофазным ускоренным способом) Наименование технологической стадии и режима 1. Режимы подготовки БАД «Арбузик» к внесению в тесто: Температура, 0С Соотношение БАД-вода 2. Режимы приготовления теста: Влажность теста, % Температура, 0С Продолжительность брожения, мин. 3. Режимы предварительной расстойки: Температура, 0С Относительная влажность воздуха, % Продолжительность, мин. Значение технологического режима хлеб контроль «Арбузик» - 35-40 1:5 44,5 30-32 40 44,5 30-32 30 35 70 10 35 70 5 21 Продолжение таблицы 9 1 4. Режимы окончательной расстойки: Температура, 0С Относительная влажность воздуха, % Продолжительность, мин. 5. Режимы выпечки хлеба: Температура паровоздушной среды, 0С Продолжительность, мин. Сокращение времени технологического процесса, мин. 6. Упек, % 2 3 40 80 60 40 80 40 220 25 220 25 6,0 35 4,0 Структурная схема производства хлеба, обогащенного БАД «Арбуз», приведена на рисунке 8. В таблице 10 приведены данные по влиянию БАД «Арбуз» на органолептические показатели свежевыработанного хлеба, а также в процессе хранения. Таблица 10 – Органолептические показатели хлеба, обогащенного БАД «Арбуз» Значение показателя, баллы Показатели качества и хлеб после хранения хлеб коэффициенты их значимости (к) в течение свежевыработанный 24 часов 48 часов Форма (к=3,0) 9,0 9,0 8,6 Поверхность (к=1,5) 4,5 4,5 4,3 Состояние мякиша (к=2,0) 6,0 5,8 5,6 Запах (к=1,0) Вкус (к=2,5) Сумма баллов 3,0 7,5 30,0 3,0 7,5 30,0 2,8 7,0 28,3 Органолептические показатели хлеба «Арбузик» были подтверждены данными по изменению структурно-механических свойств мякиша хлеба в процессе хранения, а именно по изменению величины общей деформации мякиша через 24 и 48 часов хранения хлеба, которая характеризует свежесть хлеба. Установлено, что хлеб, обогащенный БАД «Арбуз», медленнее, чем хлеб без внесения БАД (контроль). черствеет I II 22 БАД «Арбуз» БАД «Арбуз» вода дрожжи вода мука Подготовка БАД «Арбуз» соль дрожжевая суспензия активированные дрожжи вода мука вода мука Приготовление опары опара Брожение опары мука солевой раствор опара Замес теста Активация прессованных дрожжей Замес теста тесто Брожение теста тесто Брожение теста тесто тесто Деление на куски тестовые заготовки Округление кусков теста тестовые заготовки Предварительная расстойка тестовые заготовки Формование изделий тестовые заготовки Окончательная расстойка тестовые заготовки Выпечка хлеба хлеб на реализацию Рисунок 7 – Структурная схема производства хлеба, обогащенного БАД «Арбузик», приготовленного из теста различными способами: I – опарный способ; II – однофазный ускоренный способ 23 Эффективность применения БАД «Арбуз» для обогащения хлеба с целью получения продукта, обладающего функциональными свойствами, была подтверждена результатами опытно-промышленных испытаний. Проведенные экспериментальные исследования позволили разработать комплект технической документации на хлеб «Арбузик», обогащенный БАД «Арбуз», включающий технические условия, технологическую инструкцию и рецептуру. Разработанная рецептура и технологические режимы производства хлеба «Арбузик», обогащенного БАД, приняты к внедрению в I квартале 2008 года в условиях научно-производственной фирмы «Новтекс». 2.7 Исследование пищевой ценности хлеба «Арбузик». В таблице 11 приведен химический состав и пищевая ценность хлеба «Арбузик». Таблица 11 – Химический состав и пищевая ценность хлеба «Арбузик » Наименование показателя Содержание, г/100г: липидов белков углеводов, в том числе пищевых волокон Содержание макроэлементов, мг/100 г: магний фосфор кальций Содержание микроэлементов, мкг/100 г: железо цинк медь фтор селен Содержание β-каротина, мг/100 г Содержание витаминов, мг/100 г: Е С РР В6 В2 Энергетическая ценность, ккал/100 г Значение показателя Контроль Хлеб «Арбузик» 0,86 7,60 49,15 3,15 1,26 8,07 52,50 3,81 3,3 83,45 22,7 79,10 99,55 30,30 1860 735 134 отсутствует отсутствует отсутствует 2043,00 810,00 162,20 5,30 7,95 0,15 1,90 отсутствует 1,50 0,13 0,05 234,74 3,15 2,65 1,60 0,17 0,08 253,62 24 Установлено, что потребление хлеба «Арбузик» в количестве 300 г позволяет удовлетворить потребность организма человека во многих физиологически ценных ингредиентах (пищевых волокнах, витаминах С.и Е, макро- и микроэлементах) на 10-50% от суточной потребности, т.е. хлеб «Арбузик» можно позиционировать, как пищевой функциональный продукт. ВЫВОДЫ 1. Установлено, что биологически активная добавка «Арбузик», полученная из смеси семян арбуза и выжимок арбуза с применением метода механохимической активации, является эффективной биологически активной добавкой к биологических хлебобулочным свойств: изделиям и обладает антиоксидантными, рядом медико- антитоксическими, мембранопротекторными и радиопротекторными. 2. БАД «Арбуз» позволяет улучшить хлебопекарные свойства пшеничной муки I сорта, структурно-механические свойства теста, а также обеспечить высокие потребительские свойства хлебобулочных изделий и повысить их пищевую ценность. 3. Положительный эффект от внесения БАД «Арбуз» в тесто наблюдается при приготовлении теста опарным способом и внесении БАД в виде суспензии в воде при соотношении БАД «Арбуз»: вода, равном 1:4, и дозировке БАД «Арбуз» - 5,0% к массе муки. 4. Внесение БАД «Арбуз» на стадии предварительной активации прессованных дрожжей позволяет увеличить их подъемную силу и сократить время активации. Определены эффективные дозировки БАД «Арбуз» для предварительной активации прессованных дрожжей в зависимости от исходной подъемной силы дрожжей. 5. Внесение БАД «Арбуз» при производстве хлебобулочного изделия не только улучшает его органолептические и физико-химические показатели, но и повышает пищевую ценность хлебобулочного изделия, а также увеличивает сроки сохранения его свежести. 6. Пищевая и физиологическая ценность хлеба, обогащенного БАД «Арбуз», обусловлена наличием витаминов С и Е, β-каротина, 25 микроэлементов (железо, цинк, медь, фтор), макроэлементов (кальций, фосфор, калий) и пищевых волокон. 7. Разработан комплект технической документации на новый вид хлебобулочного изделия - хлеб «Арбузик», включающий технические условия, технологическую инструкцию и рецептуру. Опытно-промышленная проверка в условиях научно- производственной фирмы «Новтэкс» подтвердила целесообразность и эффективность применения БАД «Арбуз» в производстве хлебобулочных изделий. 8. Разработанная рецептура и технологические режимы производства хлеба «Арбузик», обогащенного БАД, приняты к внедрению во II квартале 2008 года в условиях научно-производственной фирмы «Новтэкс». Экономический эффект от производства и реализации нового вида хлебобулочного изделия «Арбузик» в объеме 50 тонн в год составит более 500 тыс. руб. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: 1. Косинкова И.А. Пищевые функциональные продукты на основе композиций растительных биологически активных добавок. Монография /И.А.Косинкова, А.Н.Пахомов, А.В.Казанцев, В.П.Клиндухов, Е.П.Корнена // Краснодар : Изд-во КубГТУ, 2006г. – 200с. 2. Косинкова И.А. Исследование химического состава и пищевой ценности БАД «Арбуз»/ И.А.Косинкова, О.В.Ульянова, Е.В.Мартовщук, В.И.Мартовщук//Известия Вузов. Пищевая технология – Краснодар,2007. - №1 – с.105-106. 3. Способ приготовления хлебобулочного изделия / Решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке № 2007111418 от 28.03.2007. /Мартовщук В.И., Першакова Т.В., Ульянова О.В. и др. 4. Способ приготовления хлебобулочного изделия / Решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке № 2007112533 от 04.04.2007. ./Мартовщук В.И., Першакова Т.В., Ульянова О.В. и др. 5. Способ предварительной активации прессованных дрожжей / Решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке №2007 112533 от 04.04.2007./Мартовщук В.И., Першакова Т.В., Ульянова О.В. и др. 6. Биологически активная добавка к пище, обладающая гопилипидемическими свойствами. Решение о выдаче по заявке №2006120147 от 02.07.07 г./ Калманович С.А., Мартовщук В.И., Мартовщук Е.В. и др. 7. Биологически активная добавка к пище, обладающая гипохолестеринемическими свойствами. Решение о выдаче по заявке №2006120146 от 15.08.07 г./ Калманович С.А., Мартовщук В.И., Мартовщук Е.В. и др. 26 8. Косинкова И.А.Разработка рецептур пищевых функциональных продуктов на основе композиций растительных БАД/ И.А.Косинкова, А.Н.Пахомов, М.Шелудько, А.В.Артемьев// Материалы Межрегиональной научно-практической конференции «Товароведение и экспертиза товаров: состояние, проблемы и перспективы развития», г. Уфа, 23-24 ноября 2006 г. 9.Косинкова И.А.Разработка технологий и рецептур коктейлей для школьного питания/ И.А.Косинкова, А.В.Казанцев, В.П.Клиндухов // Материалы 8ой региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», г. Краснодар, 7-8 декабря 2006 г. 10. Косинкова И.А. Биологически активная добавка для создания пищевых функциональных продуктов/ И.А. Косинкова, В.П.Клиндухов, П.Г.Рудась, А.А.Щипанова, Т.Н.Купченко// Материалы IV Международной научнопрактической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России», г.Орел, 12-14 декабря,2006 г. – с.253-255 11.Косинкова И.А. Хлебобулочные и мучные кондитерские изделия лечебнопрофилактического назначения/ И.А.Косинкова, С.А.Калманович, И.В.Куцина, Т.В.Першакова// Материалы Международной научно-практической конференции «Социальное здоровье нации и будущее национальной медицины», г. Белгород, 3-4 декабря 2006г. 12. Косинкова И.А.Разработка технологии получения биологически активной добавки «Арбуз»/ И.А.Косинкова, О.В.Ульянова, Е.В.Мартовщук // Материалы V Международной научно-практической конференции «Торговоэкономические проблемы регионального бизнес-пространства», г. Челябинск, 30 марта 2007 г. – с.158-160. 13.Косинкова И.А. Исследование пищевой ценности и медикобиологических свойств БАД «Арбуз»/ И.А.Косинкова, О.В.Ульянова, Т.В.Першакова // Материалы V Международной научно-практической конференции «Торгово-экономические проблемы регионального бизнеспространства», г. Челябинск, 30 марта 2007 г. – с.160-162. 14. Косинкова И.А. Разработка технологии получения биологически активной добавки из семян и выжимок арбуза / И.А.Косинкова, О.В.Ульянова, Т.Ю.Шапкун, Е.В.Мартовщук // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Пищевые технологии» на базе факультета Пищевой инженерии Казанского государственного технологического университета, г.Казань, 9-10 апреля,2007г. 15. Косинкова И.А. Растительные БАД в производстве хлебобулочных и мучных изделий / И.А.Косинкова, А.А.Щипанова, Т.Н.Купченко, Т.В.Першакова // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Пищевые технологии» на базе факультета Пищевой инженерии Казанского государственного технологического университета, г. Казань, 9-10 апреля,2007г. 16. Косинкова И.А.Функциональные пищевые продукты, обогащенные витаминными комплексами / И.А.Косинкова, П.Г. Рудась, В.П.Клиндухов// Материалы IV Международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России», г. Орел, 12-14 декабря,2006 г. – с.193-194