Доржийн Цэцгээ. Научные основы технологии мучных изделий, обжаренных во фритюре

Краткое описание

Доржийн Цэцгээ. Научные основы технологии мучных изделий, обжаренных во фритюре : диссертация ... доктора технических наук : 05.18.01 / Доржийн Цэцгээ; [Место защиты: Моск. гос. ун-т пищевых пр-в (МГУПП)].- Москва, 2007.- 336 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/766

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ"
на правах рукописи

ДОРЖИЙН цэцгээ
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ОБЖАРЕННЫХ ВО ФРИТЮРЕ
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

Президиум ВАК йЛинобрнауки России {решение от <«^1»^Х-200—г- № V ^ решил выдать диплом
jНачальник отдела /О
НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ:
доктор технических наук, профессор Черных Валерий Яковлевич

Москва 2007

1
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 12
1.1. Роль мучных изделий, обжаренных во фритюре
в пищевом рационе человека 12
1.2. Модификация структурных компонентов пшеничного теста мучных изделий, обжаренных во фритюре 17
1.3. Изменение состава и свойства фритюрного жира при обжарке мучных изделий 27
1.3.1. Способы замедления порчи фритюрного жира 38
1.4. Классификация обжарочного технологического оборудования 41
1.5. Классификация мучных изделий, получаемых
методом обжарки во фритюре 48
1.6. Теоретические основы процесса обжарки мучных
изделий 56
Заключение по обзору литературы 68
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 71
2.1. Общий план проведения исследования 71
2.2. Сырьё и материалы, применявшиеся при проведении исследовании 74
2.3. Методы исследования 74

2.3.1. Методы определения качества сырья 74
2.3.2. Способ приготовления мучных обжаренных изделий 85
2.3.3. Методы оценки свойств теста и качества 87 боорцог

2
2.3.4. Специальные методы исследований 91
2.4. Характеристика сырья, применявшегося в работе 94
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
МУКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БООРЦОГ 97
3.1. Влияние средневзвешенного размера частиц муки на
реологические свойства теста и качество
боорцог 98
3.2. Влияние состояния углеводно - амилазного
комплекса пшеничной муки на свойства теста и
качество боорцог 103
3.3 Влияние содержания клейковины пшеничной муки
на качество боорцог 107
Заключение по главе 3 109
ГЛАВА 4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТЕСТА МУЧНЫХ
ИЗДЕЛИЙ, ОБЖАРЕННЫХ ВО ФРИТЮРЕ 111
4.1. Реологическое поведение теста для боорцог в
процессе замеса и формования 111
4.2. Разработка реологической модели теста для
боорцог 119
4.3. Исследование влияния дозировки рецептурных
компонентов на свойства теста и качество боорцог.... 125
4.3.1. Влияние дозировки воды на реологические свойства теста и качество боорцог 127
4.3.2. Влияние количества сахара-песка на реологические свойства теста и качество боорцог 130
4.3.3. Влияние количества бикарбоната натрия (соды) на реологические свойства теста и качество
боорцог 133
4.3.4. Влияние дозировки жировых продуктов на
реологические свойства теста и качество боорцог 135

з
4.3.5. Оптимизация рецептуры мучных изделий, обжаренных
во фритюре 139
Заключение по главе 4 142
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЖАРКИ
МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ 145
5.1. Закономерность и механизм процесса
обжарки 145
5.2. Разработка реологической модели мякиша боорцог 146
5.3. Исследование состава жирных кислот сырья, теста и мучных изделий при обжарке 150
5.4. Исследование качества фритюрного жира при обжарке мучных изделий 157
5.5. Изменение жирнокислотного состава фритюрного жира в процессе обжарки 166
5.6. Математическое моделирование технологических режимов обжарки боорцог 179
5.7. Разработка обжарочного аппарата для производства мучных изделий 182
Заключение по главе 5 186
ГЛАВА 6. СТАБИЛИЗАЦИЯ КАЧЕСТВА МУЧНЫХ
ИЗДЕЛИЙ, ОБЖАРЕННЫХ ВО ФРИТЮРЕ 189
6.1. Исследование влияния облипыхового жмыха на
качество изделий и фритюрного жира 189
6.2. Практическое применение результатов
исследования 192
Заключение по главе 6 194
ГЛАВА 7. ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МУЧНЫХ
ИЗДЕЛИЙ ОБЖАРЕННЫХ, ВО ФРИТЮРЕ 195
7.1. Разработка комплексно-механизированной линии по производству мучных изделий, обжаренных во

4
фритюре 195
7.2. Определение теплофизических параметров, характеризующих протекание процесса обжарки мучных изделий 200
7.3. Расчет технико-экономической показателей промышленного использования технологий производства боорцог "Аяны" 208
7.4. Расчет экономической эффективности (бизнес-план) по планированию и организации производства мучных изделий, обжаренных во фритюре 211
Заключение по главе 7 214
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 215
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 218
ПРИЛОЖЕНИЯ 240
№ 1. Акт о проведении производственных испытаний
технологии производства боорцог «Облепиховый».... 240 № 1. Акт о проведении производственных испытаний
технологии производства боорцог «Аяны» 243
№ 3. Авторское сведительство боорцог «Аяны» 247
№4. Авторское сведительство боорцог «Чацарганатай».... 248
№5. Авторское сведительство боорцог «Ембуу» 249
№6. Авторское сведительство боорцог «Халгайт» 250

5
ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей задачей, стоящей перед пищевой промышленностью является удовлетворение растущих потребностей населения в основных видах пищевых продуктов. Главными направлениями в решении данной задачи является совершенствование технологических процессов производства продуктов питания и повышение уровня их автоматизации, расширение ассортимента, улучшение качества и повышение безопасности готовой продукции.
Одним из важнейших направлений повышения эффективности
производства в пищевой промышленности Монголии является совершенствование существующих и разработка новых технологий производства пищевых продуктов, особенно национальных мучных изделий, которые в рационе питания населения занимают одно из ведущих мест. Основной особенностью производства мучных национальных изделий является применение особого вида термической обработки, а именно обжаривание во фритюре.
Мучные обжаренные изделия пользуются большой популярностью в Монголии, среднегодовое их потребление составляет около 10 кг на душу населения. Технология их производства создавалась и совершенствовалась в течение многих веков национальной общностью людей с учетом определенных вкусовых восприятий.
Мучные обжаренные изделия широко употребляются в пищу многими народами, проживающими во Внутренней Монголии Китайской Народной республики, Средней Азии, Кавказа и Европы, в том числе, тувинцами, казахами, калмыками, бурятами, киргизами, таджиками, армянами и т.д.
В настоящее время особой популярностью у населения России, других Европейских стран и Америки пользуются пончиковые изделия, пирожки и беляши и другие изделия, которые также относятся к обжаренным изделиям во фритюре. Для организации их производства не требуется больших затрат и

6
площадей, поэтому их выпускают в условиях минипекарен, магазинов, торговых павильонов.
При производстве мучных обжаренных изделий наиболее важным и трудоемким процессом является технологическая операция обжаривания.
Способ обжарки изделий имеет определенные недостатки: наличие ручного труда, малая производительность, быстрая порча применяемого жира и как следствие большие его потери.
Определенный вклад в решение отдельных аспектов проблемы производства обжаренных изделий и исследования свойств фритюрного жира внесли исследователи: Лодойн Лхагваа, Магсаржавын Гунсэндорж, Н.Н.Кравчук, В.М. Максимец, М.И. Беляев, М.А.Климова, В.А. Sedlachek и др. Что же касается проблемы изучения технологии мучных обжаренных изделий, то она до последнего времени должного внимания не привлекала, отдельные ее аспекты затронуты лишь некоторыми авторами (Лодойн Лхагваа, Магсаржав Гунсэндорж). Лодойн Лхагваа исследовал процесс замеса теста и формования монгольских национальных изделий "Хэвийн боов". А Магсаржавын Гунсэндорж исследовал процесс формования монгольских национальных изделий типа боорцог. Им затронуты вопросы механизации процесса формования мучных обжаренных изделий.
Актуальной задачей для хлебопекарной промышленности Монголии является совершенствование технологии производства обжаренных национальных изделий на основе разработки требований к технологическим свойствам сырья и реологическим свойствам полуфабрикатов при высокой степени механизации и автоматизации технологических операций, а также разработки способов сохранения свойств фритюрного жира и предохранения его от окисления и порчи, изменения цвета и вкуса при нагревании, при одновременном сокращении потерь масла, увеличении производительности оборудовании и создаваемых поточных линий. Таким образом, современное состояние производства национальных мучных изделий требует перехода к

7 более прогрессивным способам производства, которые могли бы обеспечить выпуск широкого ассортимента обжаренных изделий высокого качества с минимальными технологическими затратами.
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилась разработка теоретических и практических основ совершенствования технологии производства мучных изделий обжаренных во фритюре .
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
• исследование влияния технологических свойств пшеничной муки на качество обжаренных изделий типа боорцог;
• разработка оптимального режима замеса теста мучных изделий;
• определение влияния дозировки рецептурных компонентов теста на его реологические свойства и качество боорцог;
• определение оптимальных реологических свойств теста для производства боорцог;
• создание информационно-измерительного комплекса для контроля процесса обжарки мучных изделий;
• разработка технологических параметров процесса обжарки мучных изделий боорцог;
• определение изменений физико-химических свойств и жирнокислотного состава муки, теста и боорцог при обжарке;
• разработка способа стабилизации качества фритюрного жира;
• разработка рецептуры мучных обжаренных изделий с использованием облепихового жмыха;
• создание технологической линии для производства мучных обжаренных изделий;
• опытно-промышленная апробация основных результатов исследований.
Научная концепция. В основу разработки теоретических и практических основ совершенствования технологии боорцог, получаемых из

8
теста с химическими разрыхлителями, положена научная гипотеза о направленном формировании реологических свойств теста на стадии замеса с учетом корректировки технологических свойств сырья и рецептуры изделий, обуславливающих получение определенных показателей текстуры готовых изделий с учетом выбора обжарочного жирового продукта и режима процесса обжарки.
Научная новизна. Установлены реологические свойства теста для боорцог на стадии замеса с учетом различных технологических факторов и показателей текстуры готовых изделий, обусловленных режимами их обжарки. Установлена кинетика и динамика реологических характеристик теста для боорцог на стадии замеса в зависимости от различных технологических факторов.
Установлен характер изменения количества механической энергии, затрачиваемой на формирование структуры теста при замесе, в зависимости от его влажности и частоты вращения месильных органов тестомесильной машины.
Разработана реологическая модель пшеничного теста для производства боорцог, позволившая определить оптимальные значения модуля упругости теста и его вязкости.
Установлена динамика и кинетика параметров процесса обжарки мучных изделий боорцог.
Разработана реологическая модель мякиша боорцог и получен его текстурный профиль с учетом оптимизации технологических свойств муки и влажности теста.
Определены критические точки свойств сырья и полуфабрикатов, позволяющие получать готовые изделия наилучшего качества.
Показана возможность стабилизации качества фритюрного жира путем добавления в тесто сырья растительного происхождения-облепихового жмыха, содержащего аскорбиновую кислоту, р-каротиноиды и витамин Е.

9
Определены тепломассообменные характеристики процесса обжарки мучных изделий боорцог в аппаратах непрерывного действия.
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработана технология производства мучных обжаренных изделий, в основу которой положена взаимосвязь между технологическими свойствами пшеничной муки и реологическими свойствами теста и параметрами протекания технологических операций и качеством фритюрного жира.
Реализован метод регулирования амилолитической активности пшеничной муки по «числу падения», обеспечивающий наилучшее качество обжаренных мучных изделий.
Разработанная технология производства мучных обжаренных изделий боорцог позволяет сохранять качество фритюрного жира. Добавление облепихового жмыха в оптимальном количестве в рецептуру боорцог позволяет выпускать изделия наилучшего качества с одновременным сохранением качества фритюрного жира.
Разработан способ приготовления теста для мучных обжаренных изделий. (Патент Монголии, № 662. 07.02.1992 Опубл. Блю. № 67/01. 1990). Данный способ апробирован на предприятиях Улаанбаатара, в том числе на ОАО "Огоож-Чихэр боов", ОАО "Атар Оргоо", ОАО "Стимо", на малых предприятиях Монголии - "Сод хунс", " Таван трейд".
Разработана технология производства боорцог "Аяны", которая реализована на ОАО "Огоож -Чихэр боов" (Опуб. Блю. Информации, №67/01. 1990г).
Проведена апробация технологии мучных обжаренных изделий "Ембу" (Авторское свидетельство, №1546, 18.06.2007г), "Халгайт" (Авторское свидетельство, №1547, 18.06.2007г) на мини-производстве Монгольского государственного университета науки и технологии.

10
Разработана и утверждена техническая документация на новый вид мучных обжаренных изделий боорцог "Аяны" (УСТ 015-97).
Технология боорцог с облепиховым жмыхом (Авторское свидетельство, №1239, 03.08. 2005г) апробирована на предприятии ОАО "Атар-Оргоо".
Теоретические положения диссертационной работы включены в учебные курсы в Монгольском государственном университете науки и технологии: "Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий", "Учебная исследовательская работа студентов", "Ассортимент национальных видов продуктов питания".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были
доложены и обсуждены на научных конференциях преподавательского состава
Монгольского государственного университата науки и технологии
(г.Улаанбаатар, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006г. Увурхангайский аймак, 2002,
2003г), научной конференции аспирантов и докторантов" МГУНиТ
(Улаанбаатар, 2002-2005г), научном семинаре "Исследование продуктов
растительного происхождения", заседании Ученого совета
Биотехнологического института и Увурхангайского Технологического института (Улаанбаатар, 2003, 2004г), Международной научно- технической конференции "Проблемы пищевой инженерии и ресурсосбережения в современных условиях" (г. Санкт-Петербург, Россия, 2004г), Международной научно-практической конференции "Food technologies & Quality Systems" (г. Улаанбаатар, 2004г), Международной выставке и научно-практической конференции "Инновация - ключ развития производства" (г. Улаанбаатар, 2002г), выставке "Новые техника и технологии", посвященной 35-летию МГУНиТ и 365-летию г.Улаанбаатара (2004г). V Международной Молодежной конференции (г.Москва, 2005г), Международной научно-технической конференции "Экологически чистая и безопасная продукция питания" (г.Дархан, Монголия, 2006г).

11
Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 40 научных работ, в том числе учебник, в который включена часть диссертации, монография по теме диссертации (на русском языке), получено 4 авторских свидетельства Монголии. Из них 10 статей опубликованы в России, в том числе 2 статьи в журнале "Хлебопродукты" и 3 статьи в журнале "Хранение и переработка сельхозсырья".
Структура и объем работы. Диссертация включает: введение, обзор литературы, экспериментальную часть, основные результаты исследований, заключение, список использованной литературы (235 источников) и приложения. Основной текст диссертации изложен на 250 с, включающий 67 таблицы и 70 рисунок.
Диссертационная работа является обобщением научных исследований, проведенных в период с 1987 по 2006 г.г. лично автором и при его научном руководстве магистрантами: Д.Даш-Янжмаа, С.Ганхуяг, аспирантом Б.Отгонбузмаа, а также при непосредственном участии автора в качестве ответственного исполнителя хоздоговорной научно-исследовательской работы: "Совершенствование техники и технологии мучных обжаренных изделий".
Диссертационная работа выполнялась на кафедре технологий хлебопекарного и макаронного производств и кафедре технологии жиров и биоорганического синтеза Московского государственного университета пищевых производств, в лаборатории филиала кафедры технологии хлебопекарного и макаронного производства на ГУЛ "Серебряный бор" г. Москвы, в лаборатории Монгольского государственного университета науки и технологии, а также лабораториях "Института Химии и химической технологии" при Академии Наук Монголии, в научно-исследовательской корпорации "Хунс-Тех" и ЗАО "Огоож-Чихэр боов" (г. Улаанбаатар).
Автор благодарен всем руководителям и сотрудникам перечисленных организаций и подразделений за оказанное содействие в проведении исследований.

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
На основании проведенных комплексньж исследований сформулированы следующие выводы:
1. Разработаны научные основы и реализована технология мучных обжаренных изделий, получаемых из теста с химическими разрыхлителями, заключающаяся в направленном формировании реологических свойств теста на стадии замеса с учетом корректировки технологических свойств сырья и рецептуры изделий, обуславливающих получение определенных показателей текстуры готовых изделий с учетом вида жирового продукта и режима процесса обжарки.
2. Разработана технология производства мучных обжаренных изделий, в основу которой положено управление технологическими свойствами пшеничной муки, реологическими свойствами теста на стадии замеса и формования тестовых заготовок, параметрами протекания технологических операций и показателями текстуры готовых изделий.
3. Установлены технологические свойства пшеничной муки для получения оптимальных реологических свойств полуфабрикатов и получения мучных обжаренных изделий наивысшего качества. Получены оптимальный средневзвешенный размер частиц муки - от 60 до 110 мкм, оптимальное значение «числа падения» - 235±15с и содержания клейковины в пределах — 26±1%.
4. Установлено влияние амилолитической активности пшеничной муки на
реологические свойства теста и качество боорцог и получено оптимальное значение пластической деформации теста - 7,6 мм, позволяющее получать готовые изделия наилучшего качества.

216
5. На основании анализа динамики и кинетики протекания процесса
замеса и вальцевания теста установлены его критические
(оптимальные) точки:
- консистенция теста - 8,0 ± 0,5Н.м;
- продолжительность замеса теста - 7,5-8,3 мин;
- частота вращения месильных органов- 135 об/мин;
- количество затраченной энергии
на формирование структуры теста - 60±0,5 кДж/кг.
6. Разработана реологическая модель пшеничного теста для производства боорцог, позволившая установить оптимальные значения его реологических характеристик и как следствие влажности теста.
7. Установлено влияние дозировки сахара, бикарбоната натрия и жировых продуктов на реологические свойства теста и качество боорцог и разработаны рекомендации по дозировке рецептурных компонентов: сахара-песка - не более 15% ; жировых продуктов - 8-10 %, соды (бикарбоната натрия)-не более 0,15 %.
8.
9.
Разработана схема параметрической модели процесса обжарки мучных изделий и создана информационно - измерительная система для контроля протекания данной технологической операции. Установлен оптимальный режим процесса обжарки боорцог:
- температура фритюрного жира- 175 ± 5 °С
- продолжительность обжарки - 9,5 ±1 минут .
10. Разработана реологическая модель мякиша боорцог, позволившая установить оптимальные показатели его текстуры:

217
- модуль упругости мякиша боорцог Еі=2,16х10 Па;
- коэффициент вязкости мякиша боорцог gi= 7,71 xl 0 Па-с;
- модуль упругости мякиша боорцог Е2=2,05х10 Па;
- коэффициент вязкости мякиша боорцог 1)2= 157,69x10 Па-с;
- модуль упругости мякиша боорцог Е3 = 0,99х 10 Па.
11. Разработан метод контроля готовности мучных изделий по изменению
Архимедовой силы, действующей на тестовые заготовки при их обжарке.
12. Разработан способ обжарки мучных изделий во фритюрном жире, находящегося на «водяной подушке».
13. Разработан способ стабилизации качества фритюрного жира за счет добавления до 7,5% облепихового жмыха в рецептуру теста. Данный способ позволяет выпускать изделия наилучшего качества с содержанием Р - каротиноидов —1,8 мг%, аскорбиновой кислоты -0,86 мг%, витамина Е - 0,69 мг%.
14. Разработана комплексно - механизированная линия по производству мучных обжаренных изделий, отличающаяся от существующей тем, что процесс обжарки проводится непрерывным способом с автоматическим удалением обугленных частиц боорцог посредством «водяной подушки», обеспечивающей тем самым снижение скорости окисления фритюрного жира.