CC BY
69
УДК 664.64.016:582.29
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБА С ДОБАВКОЙ ИСЛАНДСКОГО МХА
С.Э. Вершинина1, О.Ю. Кравченко2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Исследованы результаты применения в хлебопечении нетрадиционного растительного сырья, имеющего биологическую активность. Оценка влияния различных концентраций добавки из исландского мха на биотехнологические процессы осуществлялась по физико-химическим показателям. Внесение добавки в рецептуру ржано-пшеничного хлеба интенсифицирует биохимические процессы, способствует укреплению клейковины, увеличению силы муки, снижает газообразование в тесте и ингибирует действие а-амилазы муки. Таким образом, добавка порошка исландского мха может улучшать реологические свойства теста и формоудерживающую способность хлебобулочных изделий, а также позволяет использовать в производстве пшеничную и ржаную муку с нестандартными параметрами: слабую, с низким содержанием клейковины, с повышенной автолитической активностью и газообразующей способностью. Ил. 6. Табл. 1. Библиогр. 12 назв.
Ключевые слова: качество хлеба; исландский мох; биотехнологические процессы; клейковина муки; а-амилаза муки; автолитическая активность.
BIOTECHNOLOGICAL PROCESSES IN THE PRODUCTION OF BREAD WITH THE ICELANDIC MOSS ADDITIVE S. E. Vershinina, O.Yu. Kravchenko
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The results of using a non-traditional plant raw material with biological activity in baking are studied. Assessing of the effect of various concentrations of the additive from the Icelandic moss on biotechnological processes was carried out by physico-chemical indicators. The introduction of the additive in the recipe of rye-wheat bread intensifies biochemical processes, strengthens gluten, increases flour strength, reduces gas production in the dough, and inhibits the action of а-amylase of flour. Thus, the additive of Icelandic moss powder can improve the rheological properties of dough and the shape-keeping ability of bakery products. It also allows to use wheat and rye flour with non-standard parameters (weak, with low gluten content, with enhanced autolytic activity and gas-producing power) in production. 6 figures. Itable. 12 sources.
Key words: quality of bread; Icelandic moss; biotechnological processes; flour gluten; а-amylase of flour; autolytic activity.
При оценке влияния растительных компонентов на биотехнологические процессы приготовления хлебобулочных изделий необходимо учитывать органолеп-тические и физико-химические показатели выпеченных изделий. Поэтому в разработке технологии с использованием растительных компонентов, прежде всего, обращают внимание на потребительские качества готовых изделий. Изделия, отвечающие требованиям качества, обычно удается получить при ограниченных дозировках добавок: 1,5-3% к массе муки [1-3].
В течение ряда лет на кафедре органической химии и пищевой технологии НИ ИрГТУ проводятся исследования элементного, химического составов и технологических особенностей применения в пищевом производстве сырья исландского мха. Нами было изу-
чено применение в качестве пищевой добавки порошка из исландского мха (Cetraria islandica (L.) Ach. (Par-meliaceae, Lichens)) в производстве ржано-пшеничного и ржаного хлеба [4-6]. Перспективность использования в хлебопечении изученной добавки обусловлена ее высокой пищевой ценностью и технологическими показателями, позволяющими считать исландский мох хлебопекарным улучшителем. Компоненты добавки интенсифицируют процесс брожения теста, тем самым обеспечивая получение высококачественных изделий с хорошими органолептическими и технологи-чексими показателями [7-9]. В исследованиях влияния добавки исландского мха на биотехнологические процессы приготовления хлебобулочных изделий нами были взяты пределы вносимой растительной добавки 1-3% к массе муки.
1Вершинина Светлана Эдуардовна, докторант, кандидат биологических наук, тел.: (3952) 405122, 89148917979, e-mail: [email protected]
Vershinina Svetlana, Competitor for a Doctor's degree, Candidate of Biology, tel.: (3952) 405122, e-mail: [email protected]
2Кравченко Ольга Юрьевна, аспирант кафедры органической химии и пищевой технологии. Kravchenko Olga, Postgraduate of the Department of Organic Chemistry and Food Technology.
Было оценено влияние добавки на основные компоненты в рецептуре хлеба - муку и дрожжи. При изучении влияния исландского мха на количество и качество клейковины использовали муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта, добавку вносили в тесто в сухом измельченном виде. Контролем служила проба клейковины, отмываемая из теста, приготовленного без внесения добавки.
и 17,6% соответственно по сравнению с контролем.
Внесение добавки повлияло также на упругие свойства клейковины и ее гидратационную способность. При внесении добавки наблюдается укрепление клейковины на 6,8; 16,2 и 25,7% соответственно по сравнению с контролем (рис. 1).
Гидратационная способность клейковины при внесении добавки C. islandica снижается на 1,7; 2,8 и 6,7%
Влияние исландского мха на количество и качество клейковины
Количество внесенной добавки,
Показатели качества Контроль % к массе муки
1 2 3
Количество сырой клейковины, % 32,4 31,1 30,4 29,3
Количество сухой клейковины, % 11,9 11,3 10,6 9,8
Показания прибора ИДК, ед. прибора 74 69 62 55
Гидратационная способность клейковины ГС, % 179 176 174 167
Данные, представленные в таблице, демонстрируют, что внесение порошка исландского мха от 1 до 3% приводит к уменьшению количества сырой клейковины на 4,0; 6,2 и 9,6% и сухой клейковины на 5,0; 10,9
соответственно по сравнению с контролем. Таким образом, анализируя полученные результаты, можно отметить, что добавки исландского мха, хотя и приводят к незначительному снижению содержания клейко-
вины, при этом способствуют ее укреплению.
Укрепление клейковины связано с воздействием компонентов добавки на белково-протеиназный комплекс муки. Протеазы - ферменты, катализирующие гидролиз пептидных связей белков. Протеолитическая активность оказывает существенное влияние на белковый комплекс муки и реологические свойства теста. Проведена оценка влияния добавки исландского мха на протеолитическую активность, представленную на рис. 2 [10]. Следует отметить, что с увеличением кон-
силы муки, что расширяет перспективы применения исландского мха при производстве хлебобулочных изделий из слабой муки и муки, пораженной клопом-черепашкой.
Следующая серия экспериментов была посвящена исследованию добавки из исландского мха на рас-плываемость шарика теста. Контролем служила проба теста без внесения добавки (рис. 3).
Внесение добавки в количестве 1, 2 и 3% к массе муки способствует снижению расплываемости шарика
Рис. 3. Влияние добавки на силу муки
центрации добавки исландского мха протеолитическая активность пшеничной муки снижается. Данная зависимость объясняется присутствием веществ в добавке Исландского мха, обладающих ингибирующей способностью по отношению к протеазам пшеничной муки.
Одним из хлебопекарных свойств муки, имеющим важное значение в процессе приготовления хлебобулочных изделий, является сила муки. Сила муки определяет газоудерживающую способность теста и соответственно объем хлеба, величину и структуру пористости мякиша. Снижение протеолитической активности под влиянием добавки способствует повышению
по расплываемости шарика теста
теста на 4,3; 8,6 и 11,4% по сравнению с контролем, что также подтверждает увеличение силы муки. Таким образом, внесением добавки можно улучшать реологические свойства теста и формоудерживающую способность хлебобулочных изделий.
Влияние исландского мха на хлебопекарные свойства ржаной обдирной муки определяли по изменению ее автолитической активности. Результаты исследований представлены на рис. 4.
Установлено, что с увеличением доли вносимой добавки из лишайника автолитическая активность проб снижается. Содержание водорастворимых ве-
ществ в автолитической пробе уменьшается соответственно по сравнению с контролем на 2,3-7,2%.
Данный факт объясняется воздействием компонентов лишайника на активность ферментов а-амилазы, которая катализирует гидролиз эндо-а-1,4-гликозидных в глюканах линейной или разветвленной структуры. Очевидно, что низкая автолитическая активность сопровождается снижением разжижающей способности (рис. 5). Для проведения данного анализа исследуемые дозировки добавки были пересчитаны в соответствии с содержанием крахмала в муке ржаной обдирной.
товленного из муки высшего сорта, дрожжей прессованных, воды и добавки. Интенсивность газообразования в тесте оценивалась по количеству диоксида углерода, выделившегося в процессе брожения (рис. 6).
Внесение добавки из C. islandica в количестве 1, 2 и 3% к массе муки снижает газообразование в тесте на 3,4; 7,4 и 13% соответственно по сравнению с контролем. Снижение газообразования при внесении добавки объясняется тем, что углеводный состав лишайника характеризуется малым количеством моносахаридов, а также присутствием ингибиторов амило-
Таким образом, исследования показали, что инги-бирующее действие Исландского мха на а-амилазу расширяет круг возможностей использования добавки как регулятора свойств теста и качества изделий с повышенной автолитической активностью, полученных из ржаной муки.
Показатель газообразующей способности определяют такие важные показатели хлебобулочных изделий, как удельный объем и пористость мякиша. Для ее определения были использованы пробы теста, приго-
литических ферментов, от активности которых зависит ферментативное высвобождение сбраживаемых сахаров [11]. Очевидно, что добавку целесообразно использовать при переработке муки с повышенной газообразующей способностью.
Из литературных данных известно, что гидролиза-ты лишайников являются хорошей средой для развития дрожжей, так как содержат большое количество углеводов, необходимых дрожжам в качестве питания, а при добавлении азотистых веществ могут быть ис-
пользованы для их выращивания [12]. Поэтому было необходимо исследовать влияние порошка исландского мха на подъемную силу дрожжей.
Для проведения эксперимента были приготовлены пробы теста из муки пшеничной хлебопекарной второго сорта и дрожжей хлебопекарных прессованных. Добавка исследуемых доз лишайников производилась в сухом виде, при этом тщательно перемешивалась с мукой. Контролем служила проба теста без внесения добавки. Однако, в ходе исследования значительного влияния добавки на дрожжи не было установлено, что связано с тем, что в составе порошка исландского мха незначительное количество моносахаров. Углеводы в целом представлены преимущественно полисахаридами (лихенан, изолехенан, галактоманнан и др.) и не используются дрожжами во время брожения.
В целом было установлено, что внесение добавки из исландского мха в рецептуру ржано-пшеничного хлеба интенсифицирует биохимические процессы, способствует укреплению клейковины, увеличению силы муки, снижает газообразование в тесте и инги-бирует действие а-амилазы муки. Таким образом, добавка порошка исландского мха может улучшать реологические свойства теста и формоудерживающую способность хлебобулочных изделий, а также позволяет использовать в производстве пшеничную и ржаную муку с нестандартными параметрами: слабую, с низким содержанием клейковины, с повышенной ав-толитической активностью и газообразующей способностью.
Библиографический список
1. Пащенко Л.П., Кульнева Н.Г., Демченко В.И. Новые дополнительные ингредиенты в технологии хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Воронеж, 1999. 87 с.
2. Косован А.П., Дремучева Г.Ф., Поландова Р.Д. [и др.]. Правила организации и ведения технологического процесса на хлебопекарных предприятиях. М.: КолосС, 1999. 216 с.
3. Соловьева, Е.А. Разработка технологии хлебобулочных изделий с физиологически функциональными пищевыми ингредиентами: дис. ... канд. техн. наук (05.18.01). М., 2006. 218 с.
4. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Нетрадиционные растительные добавки в хлебопечении // Биотехнология. Вода и пищевые продукты: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. М.: Изд-во ЗАО «Экспо-биохимтехнологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2008. С. 196.
5. Вершинина С.Э., Вершинин К.Е., Кравченко О.Ю., Чебы-кин Е.П., Воднева Е.Н. Элементный состав лишайников р. Cetraria Ach. из различных регионов России // Химия растительного сырья. 2009. № 1. С. 141-146.
6. Вершинина С.Э., Вершинин К.Е., Кравченко О.Ю. Анализ состава растительного сырья Cetraria laevigata Rassad., 1945 и C. islandica (L.) Ach. 1803 (Parmeliaceae, Lichens) // Вестник
ИрГСХА. 2010. № 43. С.13-21.
7. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Влияние нетрадиционного растительного сырья на качество хлеба // Хлебопродукты. 2009. № 8. С. 44-45.
8. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Новые источники нетрадиционного растительного сырья в производстве хлеба // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. № 5. С.25-28.
9. Патент РФ № 2362304 A21D2/36, A21D8/02 приоритетом от 26.12.07 г. Способ производства хлеба профилактической направленности, композиция для производства хлеба профилактической направленности из пшеничной муки и композиция для производства хлеба профилактической направленности из смеси ржаной и пшеничной муки / С.Э Вершинина, О.Ю. Кравченко. Опубл. 27.07.09 г., Бюл. № 21.
10. Полыгина Г.В., Чередниченко В.С., Римарева Л.В. Определение активности ферментов. М.: ДеЛи принт, 2003. 375 с.
11. Сафонова М.Ю., Саканян Е.И., Лесиовская Е.Е. Cetraria islandica (L) Ach.: химический состав и перспективы применения в медицине // Растительные ресурсы. 1999. Т. 35. № 2. С. 106-115.
12. Курсанов А.Л., Дьячков Н.Н. Лишайники и их практическое использование. М.-Л., 1945. 54 с.
УДК 622.7, 662.74-662.66:552:57, 546.2
ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ МОНГОЛЬСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В.А. Домрачева1, Шийрав Гандандорж2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены данные об угольных месторождениях Баганур и Шивэ-Ово Монголии, их технический и элементный составы. Получены углеродные сорбенты из окисленных бурых углей при оптимальных условиях и определены их физико-химические и сорбционные характеристики. Методом ИК-спектроскопии исследована функциональная поверхность образцов исходного, карбонизированного и активированного углей, определено распределение кислорода в функциональных группах в органической массе баганурского угля. С использованием электронной микроскопии подтверждено наличие пористой структуры, образующейся в процессе карбонизации и активации. Ил. 5. Табл. 1. Библиогр. 21 назв.
Ключевые слова: уголь; углеродный сорбент; карбонизация; активация; сорбция; пористая структура.
1Домрачева Валентина Андреевна, доктор технических наук, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии.
Domracheva Valentina, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Mineral Processing and Environmental Protection.
2Шийрав Гандандорж, аспирант, тел.: 89246076223. Shiyrav Gandandorzh, Postgraduate, tel.: 89246076223.
