CC BY
23
536.6:664.641.002.28
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИР УЮЩЕЙ МИКРОКАЛОРИМЕТРИИ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ СООТНОШЕНИЯ РЖАНОЙ И ПШЕНИЧНОЙ МУКИ В ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКА ТОВ
Н.В. ЛАБУТИНА, А.Б. СВЕШНИКОВ, О.А. СУВОРОВ
Московский государственный университет пищевых производств
В последние годы как на специализированных предприятиях, так и на предприятиях малой мощности растет производство хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов. Замораживание хлебобулочных изделий позволяет гибко реагировать на запросы рынка, обеспечивать население свежими продуктами и увеличивать их ассортимент, уменьшать производственные потери.
Основной проблемой при производстве хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов является ухудшение качества готовых изделий, которое, как и стабильность свойств замороженных тестовых заготовок, зависит от рецептуры, способа тестоприго-товления, условий замораживания, дефростации и других факторов [1, 2].
Замораживание - наиболее совершенный способ консервирования пищевых продуктов, который замедляет действие химических и биологических факторов, вызывающих порчу продукта, а также не вносит постороннего элемента в его состав. Однако данный способ недостаточно широко используется в технологии хлебобулочных изделий на основе замороженных полуфабрикатов с использованием ржаной муки.
Развитие, совершенствование и интенсификация процессов замораживания пищевых продуктов базируется на основных принципах современной технологии: от знания и анализа теплофизических свойств продуктов как объектов обработки - к выбору методов и оптимальных режимов процесса и на этой основе - к созданию рациональной конструкции морозильных аппаратов [2, 3].
Знание теплофизических характеристик (ТФХ) полуфабрикатов позволит повысить эффективность тех-
нологии производства хлеба из замороженных ржано-пшеничных полуфабрикатов.
Нами исследовано влияние соотношения ржаной обдирной и пшеничной муки первого сорта (Р/П) для приготовления замороженных полуфабрикатов на основании данных, зарегистрированных методом дифференциальной сканирующей микрокалориметрии (ДСМ). Пробы муки анализировали по показателям качества, используя общепринятые методики.
В ходе технологических исследований использовали соль поваренную пищевую и дрожжи прессованные, соответствующие требованиям ГОСТ и технических условий.
Тесто готовили при различном Р/П, %: 30 : 70, 40 : 60, 50 : 50, 60 : 40, 70 : 30 и 80 : 20 (соответственно образцы 1-6). Для приготовления теста использовали густую ржаную закваску влажностью 50%.
Исследование ТФХ полуфабрикатов при замораживании и размораживании проводили на информационно-измерительном комплексе, включающем дифференциальный сканирующий микрокалориметр ДСМ-3А, предназначенный для глубокого замораживания проб, последующего их прогрева по предварительно заданной программе, приготовления препаратов для микроскопических и теплофизических исследований и проведения этих исследований. С помощью ДСМ-3А по температуре определяют изменение теплосодержания пробы, которое отражает изменение структуры материала в присутствии воды.
Диапазон измерения температуры от -170 до +500°С.
В ДСМ-3А задана программа работы в бесконечном цикле: выход на режим - нагрев - изотерма - охлаждение.
Для объяснения теплофизических процессов определяли начальную Тнач и конечную Ткон температуры
Таблица
Образец теста Тнач / Ткон , °С Нп, mW
Замораживание Дефростация Замораживание Дефростация
1 -17,4 / -24,7 -7,9 / -0,8 18,5 -30,1
2 -16,4 / -23,7 -25,8 / -3,2 40,2 -13,0
3 -17,2 / -26,1 -29,5 / -3,0 20,0 -8,8
4 -18,3 / -24,1 -25,0 / -5,0 9,5 -4,1
5 -16,9 / -23,2 -17,9 / -5,6 7,7 -3,1
6 -17,2 / -22,7 -26,9 / -3,9 7,86 -4,1
Н„, тМ/
Н, Дж/г/
60
Рис. 1
40
20
-20
-40
-60
-80
— Размораживание
и
-У Замораживание
т,° с
Рис. 2
замораживания и дефростации, а также энтальпию пика Нп в образцах теста с различным Р/П (таблица).
На основании данных, зарегистрированных методом ДСМ, были получены термограммы образцов теста при замораживании (рис. 1) и размораживании (рис. 2), на которых отмечены пики, свидетельствующие о фазовых переходах влаги в определенных температурных интервалах.
Полученные результаты показывают, что Р/П влияет на изменение Тнач и Ткон термографических пиков при замораживании и размораживании, а также на Нп.
При замораживании (рис. 1) образцов теста с 30°С до -30°С Тнач и Ткон пика изменялись скачкообразно. Наименьший период максимального кристаллообразования наблюдался у образцов 4 и 6. Характер термограммы у всех исследуемых образцов был одинаков.
Отмечено заметное снижение значения Нп с 40,2 mW у образца 2 до 9,5 mW у образца 4. Дальнейшее изменение Нп было незначительно. Снижение энтальпии пика объясняется, по нашему мнению, расходом энергии на образование дополнительных водородных связей в структуре белка.
Минимальная Тнач пика при размораживании (рис. 2) пробы (-7,9°С) зафиксирована у образца 1. Этот показатель характеризует начало фазового перехода влаги.
Установлено, что характер термограммы у образцов теста 1, 2, 3 и 4, 5, 6 между собой был одинаков, что
3 4 5
Образец теста
Рис. 3
обусловливается в первом случае преобладанием пшеничной муки, а во втором случае - ржаной.
Конечная температура пика изменялась, понижаясь с повышением содержания ржаной муки в образце теста. У образца 1 Ткон пика -0,8°С, а у образца 5 -5,6°С. Дальнейшее добавление ржаной муки повысило Ткон пика до -3,9°С.
Термографические данные указывают, что наименьшим периодом восстановления структуры теста, поврежденной при замораживании, характеризуются образцы 1 и 5.
При размораживании проб наблюдалось резкое увеличение Нп с -30,1 у образца 1 до -4,1 у образца 4. Дальнейшие изменения энтальпии пика были незначительны.
Минимальным количеством требуемой отводимой (подводимой) тепловой энергии Н для замораживания (восстановления структуры) проб характеризовались образцы теста 4, 5, 6 (рис. 3). Следовательно, у этих образцов наблюдалось состояние, наиболее близкое к термодинамическому равновесию системы.
При замораживании проб ржано-пшеничного теста величина Н значительно повышалась с -70,73 Дж/г в образце 2 до -11,71 Дж/г в образце 5. В образце 4 затраты энергии были существенно меньше, чем в образце 2. Это связано с тем, что при примерно одинаковом общем количестве пентозанов в зерне пшеницы и ржи содержание водорастворимых пентозанов в зерне ржи в 2 раза выше. Слизи ржи очень гидрофильны, их объем при гидратации увеличивается на 800%, поэтому слизи влияют на консистенцию теста, уменьшая его разжижение при брожении [4].
Характер изменения Н образцов теста при размораживании был иным, чем при замораживании проб. Для образцов 1 и 2 значение Н было примерно одинаковым - 72,69 и 71,25 Дж/г соответственно. При увеличении
процентного содержания ржаной муки в тесте происходило снижение Н до 5,29 Дж/г (образец 5). Это можно объяснить затратами энергии на восстановление структуры теста, поврежденной при замораживании. Минимальные потери энергии наблюдались у образцов 4 и 5.
Дальнейшие исследования по влиянию влажности теста на теплофизические параметры и Р/П в тесте на качество хлеба дадут возможность разработать оптимальную рецептуру для производства ржано-пшеничного хлеба из замороженных полуфабрикатов.
Таким образом, выявлено влияние Р/П на ТФХ полуфабрикатов при замораживании и размораживании, получены новые данные по ТФХ ржано-пшеничных тестовых заготовок.
Методом ДСМ изучены динамика кристаллообразования и изменения количества энергии, затрачиваемой на фазовые переходы влаги при замораживании и размораживании ржано-пшеничных полуфабрикатов с
различным соотношением ржаной обдирной и пшеничной муки первого сорта. Наилучшие теплофизические показатели наблюдаются у проб теста с соотношением ржаной и пшеничной муки в смеси 60 : 40 и 70 : 30%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бондаренко Л.П., Иванченко Н.М. Влияние условий замораживания на качество хлеба // Качество и сохраняемость про -довольственных товаров. - СПб., 1992. - С. 29-30.
2. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Тепло -физические характеристики пищевых продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 288 с.
3. Консервирование пищевых продуктов холодом / И.А. Рогов, В.Е. Куцакова и др. - М.: Колос, 1998. - 160 с.
4. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства / Под общ. ред. Л.И. Пучковой. - Изд. 9-е., перераб. и доп. - СПб: Профессия, 2002. - 416 с.
Поступила 21.09.05 г.
663.97
ВЛИЯНИЕ СИГАРЕТНОЙ, ОБОДКОВОЙБУМАГИ И ФИЛЬТРОВ
НА ТОКСИЧНОСТЬ СИГАРЕТ
Е.В. ГНУЧИХ, А. О. ОСИПЯН, Л.Н. ВОРОБЬЕВА,
Г.А. БОГДАН
Кубанский государственный технологический университет Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий Концерн «Белгоспищепром»
Действующими гигиеническими нормативами установлены предельно допустимые уровни содержания смолы и никотина: до 16 и до 1,3 мг на сигарету без фильтра; до 14 и до 1,2 мг на сигарету с фильтром.
Для обеспечения выпуска сигарет, соответствующих нормам, используют сигаретную бумагу с высокой воздухопроницаемостью, ободковую бумагу с перфорацией, комбинированные фильтры с высокой удерживающей способностью.
Цель работы - определение влияния различных материалов на выход смолы и никотина в дым сигарет и селективности различных типов фильтров по отношению к никотину. В работе использовали общепринятые стандартные методики, применяемые в табачной отрасли [1-5].
Материалом для исследования служили 20 образцов сигарет, которые представляли комбинацию 4 видов сигаретой бумаги и 4 видов ободковой бумаги различной воздухопроницаемости (табл. 1). Образцы изготовили из одной мешки типа American blend, подобрали по общей массе и сопротивлению затяжке. Параметры образцов следующие:
Мас са сигареты Масса табака в сигарете Сопротивление затяжке Длина сигареты
0,935 г 0,740 г
91-95 мм вод. ст. 84 мм
Длина фильтра
Число повторностей прокуривания: для сигарет без фильтра для сигарет с фильтром
20 мм
2
4 или 5
Тип фильтра
Моноацетатный или комбинированный (двойной с углем, двойной «звездочка» фирмы «Фильтрона»)
Образцы были прокурены на лабораторной курительной машине. Экспериментальные данные обработаны с помощью методов математической статистики.
На первом этапе работы установили, что воздухопроницаемость сигаретной и ободковой бумаги оказывает значительное влияние на выход смолы и никотина в дым сигареты. При прокуривании сигарет без фильтра разница между содержанием никотина и смолы у образцов с сигаретной бумагой 100 и 40 Си составляет 10 и 25% соответственно.
На втором этапе усложнили конструкцию сигареты. Исследовали сигареты с моноацетатным фильтром и ободковой бумагой без перфорации, при прокуривании которых происходит существенное снижение выхода никотина и смолы по сравнению с образцами без фильтра. Сравнение образцов с сигаретной бумагой 40 и 100 СИ показало, что последние продуцируют в дым меньше никотина и смолы на 8 и 20% соответственно.
Далее исследовали образцы с моноацетатным фильтром и перфорированной ободковой бумагой с воздухопроницаемостью 290 и 400 СИ. Анализ этих образцов с сигаретной бумагой воздухопроницаемостью 40 и 100 СИ выявил, что последние продуцировали в дым меньше никотина и смолы на 7 и 14% соответственно.
