Пономарева Елена Ивановна. Научные и практические основы технологии хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием сбивных полуфабрикатов

brief description

Пономарева Елена Ивановна. Научные и практические основы технологии хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием сбивных полуфабрикатов : диссертация ... доктора технических наук : 05.18.01 / Пономарева Елена Ивановна; [Место защиты: ГОУВПО "Московский государственный университет пищевых производств"].- Москва, 2009.- 475 с.: ил.

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Воронежская государственная технологическая академия
. , ,. „ На правах рукописи
05*200951045
Пономарева Елена Ивановна
НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СБИВНЫХ ПОЛУ ФАБРИКАТ ОВ
Том 1
Специальность: 05.18.01 «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства»
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук
Научный консультант - доктор технических наук, профессор Магомедов Г.О.

Содержание
Введение 9
1 Обзор литературы 15
1.1 Анализ современного состояния и тенденций развития ассорти¬
мента хлебобулочных изделий функционального назначения в России 15
1.2 Роль хлеба в рационе питания различных категорий населения... 29
1.3 Факторы, влияющие на метаболизм и кислотно-щелочной
баланс в организме человека 31
1.4 Способы разрыхления хлебопекарных полуфабрикатов 36
1.5 Научные основы формирования структуры сбивных изделий 41
1.6 Обоснование включения бездрожжевых хлебобулочных изделий на основе сбивного теста в диетотерапию и рационы
питания для профилактики заболеваний 59
Заключение по обзору литературы 63
2 Экспериментальная часть 66
2.1 Объекты и методы исследования 66
2.1.1 Организация эксперимента и проблемно-концептуальная
схема исследований 66
2.1.2 Сырье, применяемое в работе, методы исследования показате¬лей его качества, характеристика сырья 69
2.1.3 Методы приготовления теста и хлеба в лабораторных и произ¬водственных условиях 81
2.1.4 Методы исследования свойств полуфабрикатов и изделий 90
2.2 Специальные методы исследования 99
2.3 Математические методы обработки экспериментальных данных 105
3 Результаты исследования и их анализ
3.1 Научно-практические аспекты получения хлебобулочных
изделий путем механического разрыхления 107 
Ill
117
125
128
130
141
158
158
158
163
169
171
187
Механизм образования структуры сбивного теста
Ферментативный гидролиз биополимеров при механическом и
биологическом способах разрыхления полуфабрикатов
Формирование цветового спектра поверхности хлебобулочного
изделия в зависимости от способа его приготовления
Состояние биополимеров хлебопекарной муки при разных
способах разрыхления теста
Определение оптимальных параметров приготовления сбивных
полуфабрикатов
Исследование реологических характеристик сбивного
бездрожжевого теста
Влияние рецептурных компонентов на свойства теста при
перемешивании и сбивании
Разработка технологий и рецептур хлеба функционального
назначения на основе сбивных полуфабрикатов
Разработка технологии бездрожжевого хлеба из пшеничной
муки первого сорта на основе сбивного теста
Обоснование выбора сырья в качестве обогатителей при
производстве сбивных хлебобулочных изделий
Влияние исследуемых обогатителей на свойства полуфабрика¬тов и показатели качества готовых изделий
Моделирование и оптимизация рецептур для приготовления сбивных хлебобулочных изделий функционального назначения Определение влияния внесения обогатителей и способа приго-товления теста на соотношение форм связи влаги в мякише хле¬ба, содержание ароматобразующих веществ и микробиологиче¬ские показатели
Расчет пищевой, энергетической и биологической ценности изделий, рекомендации по потреблению
3.2.1.6 Технология приготовления сбивного пшеничного
бездрожжевого хлеба функционального назначения 189
3.2.2 Разработка технологии приготовления сбивных хлебобулочных
изделий из смеси ржаной и пшеничной муки 191
3.2.2.1 Определение оптимальных параметров замеса и рецептуры
сбивного полуфабриката из смеси ржаной и пшеничной муки.... 193
3.2.2.2 Влияние соотношения ржаной и пшеничной муки на реологиче¬ские свойства теста и показатели качества хлеба 193
3.2.2.3 Влияние обогатителей на состояние углеводно-амилазного ком¬
плекса смеси ржаной и пшеничной муки, свойства теста и показатели качества хлеба 201
3.2.2.4 Разработка рецептуры сбивного хлеба из смеси ржаной и пше¬ничной муки с использованием жидкой закваски с заваркой 206
3.2.2.5 Исследование влияния продолжительности хранения хлеба на
изменение структурно-механических свойств его мякиша 208
3.2.2.6 Исследование микробиологических показателей качества хлеба
и оценка ароматобразующих веществ в сбивных изделиях из смеси ржаной и пшеничной муки 211
3.2.2.7 Оценка пищевой ценности сбивных хлебобулочных изделий,
рекомендации по потреблению 213
3.2.2.8 Технология приготовления хлеба функционального назначения
из смеси ржаной и пшеничной муки 217
3.2.3 Разработка технологии хлеба с мучными композитными
смесями 220
3.2.3.1 Формирование требований к технологическим свойствам сырья, используемого в составе мучных композитных смесей 220
3.2.3.2 Научное обоснование и разработка мучных композитных 226
смесей, предназначенных для повышения пищевой ценности изделий
3.2.3.3 Исследование влияния различных дозировок композитных
смесей и способа их подготовки на свойства теста и качество хлеба 232
3.2.3.4 Выбор оптимального способа приготовления хлебобулочных
изделий с мучными композитными смесями 240
3.2.3.5 Применение мучных композитных смесей в приготовлении
сбивных бездрожжевых изделий 245
3.2.3.6 Определение эффективности внесения обогатителей на 247
сохранение свежести хлеба, содержание ароматобразующих веществ и микробиологические показатели
3.2.3.7 Квалиметрическая оценка качества хлебобулочных изделий с 256
мучными композитными смесями
3.2.3.8 Определение пищевой ценности разработанных изделий,
рекомендации по потреблению 259
3.2.3.9 Технология приготовления разработанных видов
хлебобулочных изделий 263
3.2.4 Разработка сбивных бездрожэюевых хлебобулочных изделий с применением муки из цельносмолотого зерна различных видов культур 268
3.2.4.1 Обоснование механизма пенообразования при механическом
разрыхлении теста с учетом влияния фракционного состава белков муки 268
3.2.4.2 Изучение технологических свойств муки из цельносмолотого
зерна 270
3.2.4.3 Влияние вида зерновой культуры на структурно-механические
свойства теста и качество хлеба на основе использования цельносмолотого зерна 276
3.2.4.4 Исследование содержания ароматобразующих веществ в
изделии и влияние внесения цельносмолотой муки на сохранение свежести хлеба 285
3.2.4.5 Оценка пищевой ценности изделий с учетом их функцио¬
нальных свойств и рекомендаций по потреблению при различных заболеваниях 289
3.2.4.8 Технология производства хлебобулочных изделий из цельно¬смолотого зерна 297
3.2.5 Разработка способа приготовления сбивного бездрожжевого
хлеба из биоактивированного зерна пшеницы 299
3.2.5.1 Выбор рациональной продолжительности замеса и сбивания
теста из биоактивированного зерна пшеницы 299
3.2.5.2 Обоснование выбора пенообразователей и стабилизаторов
устойчивости пены и способа их внесения в тесто из биоактивированного зерна пшеницы 304
3.2.5.3 Разработка оптимальных рецептур сбивных бездрожжевых
изделий 310
3.2.5.4 Исследование структурно-механических свойств готовых из¬
делий и изменения содержания связанной воды в хлебе при хранении 313
3.2.5.5 Определение микробиологической стойкости хлеба в процессе хра¬
нения и количественного состава ароматобразующих веществ в изделиях 317
3.2.5.6 Пищевая, биологическая и энергетическая ценности изделий,
степень покрытия суточной потребности в необходимых нутриентах, рекомендации по потреблению 320
3.2.5.7 Технология приготовления сбивного хлеба из 323
биоактивированного зерна пшеницы
3.2.6 Разработка способа приготовления бездрожжевых сбивных
изделий на основе замороженных полуфабрикатов 326
3.2.6.1 Влияние процесса замораживания и размораживания на тепло¬
физические характеристики сбивных полуфабрикатов и качество хлеба 326
3.2.6.2 Выбор эффективного способа размораживания и выпечки
замороженных полуфабрикатов 336
3.2.6.3 Определение влияния процесса замораживания на содержание
ароматобразующих веществ и их изменение при хранении изделий 340
3.2.6.4 Влияние продолжительности хранения замороженных полуфаб¬рикатов на качество хлеба и сохранение его свежести 343
3.2.6.5 Технология приготовления сбивных хлебобулочных изделий из
замороженных полуфабрикатов 346
3.3 Медико-биологическая оценка качества хлебобулочных изделий функционального назначения, их пищевая ценность и экономическая эффективность 349
3.3.1 Исследование химического состава хлебобулочных изделий.... 349
3.3.1.1 Определение массовой доли белка, жира, углеводов и пищевых
волокон в хлебе 349
3.3.1.2 Исследование аминокислотного и витаминного составов
изделий 352
3.3.1.3 Исследование содержания минеральных веществ в хлебобулоч¬ных изделиях 356
3.3.2 Обоснование влияния хлебобулочных изделий на пищеварение,
энергетические затраты организма, кислотно-щелочной
- 358
баланс
3.3.2.1 Определение антиоксидантной активности хлебобулочных
изделий и перевариваемости белковых веществ мякиша хлеба... 359
3.3.2.2 Определение скорости адсорбции углеводов хлеба в организме
человека, установление гликемического индекса хлебобулочных изделий 2^2
3.3.2.3 Исследование активной кислотности хлеба и регулирование
кислотно-щелочного равновесия в организме 367
3.3.3 Медико-биологическая оценка качества хлеба 370
3.3.3.1 Определение перевариваемости, усвояемости, острой и
хронической токсичности изделия 370
3.3.3.2 Выявление позитивного влияния потребления хлеба при
различных заболеваниях 372
3.3.4 Обоснование функциональности разработанных видов 377
изделий
3.3.4.1 Методика расчета химического состава хлебобулочных
изделий, энергетической, пищевой, биологической ценности и степени удовлетворения в пищевых нутриентах за счет употребления хлеба 377
3.3.4.2 Методика расчета индивидуального рациона питания для
различных категорий населения в зависимости от пола, возраста, вида деятельности, состояния здоровья. Расчет доли хлеба в рационе питания 378
3.3.4.3 Обоснование включения разработанных хлебобулочных изде¬
лий функционального назначения в рацион питания примени¬тельно к различным заболеваниям. Рекомендации для профилактики заболеваний 380
3.3.5 Экономическая эффективность производства новых видов хлеба
функционального назначения 385
Выводы 386
Список использованных источников 389

bibliography

Выводы
1. Проведен анализ биологического и механического разрыхления, выяв-лены принципы и физико-химические закономерности протекающих процес¬сов, дано научное обоснование формирования разрыхленной структуры сбив¬ной тестовой массы и мякиша хлеба с точки зрения теории устойчивости дис¬персных систем ДЛФО. Предложена физическая модель процесса деструкции крахмала и белка пшеничной муки в сбивном бездрожжевом тесте.
2. Установлены методом математического моделирования и оптимизации рациональные параметры приготовления сбивного теста из пшеничной муки первого сорта, смеси ржаной и пшеничной, из муки цельносмолотого зерна, биоактивированного зерна пшеницы, с добавлением мучной композитной сме¬си: давление сжатого воздуха - 0,4 МПа, частота вращения месильного органа — 6,7-8,3 с'1, продолжительность перемешивания (ферментативного гидролиза) - 3-9 мин, продолжительность сбивания - 3-12 мин, обеспечивающие значение
л
объемной массы теста в пределах 0,3-0,4 г/см .
3. Выбраны и даны практические рекомендации по использованию ре-цептурных ингредиентов для производства хлеба функционального назначения, основанные на принципах современной нутрициологии в соответствии с нор-мами физиологических потребностей при профилактическом питании или при лечении различных групп населения.
4. Научно обоснованы и разработаны технологии хлеба функционального назначения, базирующиеся на теории термодинамики тонких пленок и дис-персных систем, из пшеничной муки первого сорта, смеси ржаной и пшенич¬ной, с мучными композитными смесями, из муки цельносмолотых различных видов зерновых культур, из биоактивированного зерна пшеницы, заморожен¬ных полуфабрикатов в соответствии с иерархическим многоуровневым дина-
мическим процессом. Установлено, что дополнительное сырье интенсифициру¬ет скорость реакции меланоидинообразования, что обеспечивает полноценный цвет, вкус и аромат изделий. Выявлено, что процесс замораживания сбивных бездрожжевых полуфабрикатов способствует повышению микробиологической чистоты хлеба на 39 %, увеличивает длительность сохранения его свежести на 36 ч. *
5. Доказано методом электронной микроскопии, что тесто, полученное
механическим и биологическим разрыхлением, характеризуется единой струк-турной природой. Выявлено, что сбивание рецептурных компонентов оказы¬вает положительное влияние на формирование более устойчивой микропорис¬той структуры теста, что обеспечивается образованием белково-углеводной матрицы за счет равномерного обволакивания пленкой клейковины крахмаль¬ных зерен. •
6. Разработаны методики определения структурно-механических свойств сбивного теста, учитывающие динамику их изменения. Получены математические модели эффективной вязкости теста от его влажности, интенсивности сбивания и давления сжатого воздуха, позволяющие прогнозировать и регулировать реологи¬ческие свойства сбивного полуфабриката.
7. Выявлено, что хлеб, полученный путем механического разрыхления, характеризуется средним значением ГИ (от 63 до 69 %) и более низким по сравнению с изделиями, разрыхленными биологическим способом (72-83 %). Установлено, что потребление 100 г разработанных изделий обеспечит степень удовлетворения суточной нормы потребления белка на 6-12 %, жира не более 1 %, углеводов 8-12 %, пищевых волокон на 15-26 %., минеральных веществ - 6-30 %, витаминов 6-12 %, аминокислот - 6-12 %.
8. Разработана методика оценки кислотно-щелочного баланса организма и даны рекомендации по корректировке его в сторону улучшения. Предложена и реализована в виде программы на ЭВМ методика расчета рациона индивиду-ального питания для различных возрастных групп населения, учитывающая по-крытие основных показателях пищевой ценности в рационе за счет хлеба, спо-собствующая оптимальному здоровью путем предупреждения несбалансиро-ванности питания.
9. Разработана и утверждена техническая документация (18 комплектов) на производство новых видов хлеба. Медико-клиническими испытаниями дока-зана целесообразность включения сбивного хлеба функционального назначения в рационы питания населения для оптимизации лечения и профилактики сер-дечнососудистых заболеваний, органов пищеварения, нарушений обменных функций организма.
Установлено, что механический способ разрыхления теста сокращает технологический цикл от 2 до 5,5 ч, исключает затраты сухих веществ при бро-жении на 3-5,5 %, увеличивает выход хлеба на 12-15 %, позволяет перерабаты-вать муку с низкими хлебопекарными свойствами, экономически целесообра¬зен, так как ожидаемый экономический эффект от реализации 1 т изделий со¬ставляет от 3,5 до 5,5 тыс. р., апробирован в производстве и внедрен в учебный процесс.