Изготовление хлеба из разных сортов муки с использованием пектина и молочной сыворотки и исследование их качественных показателей, ИК Фурье спектроскопия полученных Образдов Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Изготовление хлеба из разных сортов муки с использованием пектина и молочной сыворотки и исследование их качественных показателей, ИК Фурье спектроскопия полученных образцов

Making bread from different grades of flour using pectin and whey and the study of their quality indicators, IR Fourier spectroscopy of the samples

obtained

Доцент А.Г. Беляев, доцент Э.А. Пьяникова, доцент А.Е. Ковалева, доцент О.А. Бывалец

(Юго-Западный государственный университет) кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, тел. (4712)32-46-66 E-mail: [email protected]

Associate Professor A.G. Belyaev, Associate Professor E.A. Pyanikova, Associate Professor A.E. Kovaleva, Associate Professor O.A. Byvalets

(South-West State University) chair of commodity research, technology and expertise of goods, tel. (4712)32-46-66 E-mail: [email protected]

Реферат. Для исследования возможности улучшения показателей качества хлеба из муки различных сортов, были проведены опыты с внесением в рецептуры хлеба пектинов и молочной сыворотки. Включение молочной сыворотки в рецептуру хлебобулочных изделий позволяет оказать положительное влияние как на качество готовой продукции, так и на ход технологического процесса производства хлеба. Молочной сывороткой рекомендуется заменять часть воды, предназначенной для приготовления опары или теста. Оптимальное количество вносимой в тесто сыворотки подбирается в зависимости от ее кислотности, вида, сорта и особенностей муки, сорта и вида хлебобулочных изделий, технологии производства. В пшеничный хлеб из муки 1-го и 2-го сорта, вырабатываемый опар-ным или безопарным способом, можно включать до 10-15 % молочной сыворотки от массы муки. Молочную сыворотку можно вносить как на стадии приготовления опары, так и при замесе. Если сыворотка используется в опару, то время брожения опары сокращают на 40-60 мин. Время брожения теста, приготовленного на опаре с сывороткой, не сокращают. Все четыре образца приготавливались с помощью опары. Опара приготавливалась из всего объема жидкости, 25 % муки и всего количества сахара соли и дрожжей. В результате проведенных исследований были сделаны следующие выводы: добавление пектина улучшает органолептические показатели хлеба и удлиняет срок его хранения; кислотность опытных образцов хлеба повышается в пределах нормы по требованиям ГОСТ не более чем на 1 % из-за применения молочной сыворотки, при этом увеличивает скорость брожения теста; пористость опытных образцов становится лучше, что обусловливается внесением пектина; добавление пектина и молочной сыворотки благоприятно повлияло на исследуемые физико-химические показатели разработанного хлеба; содержание остатков аминокислот свидетельствует о содержании белков, наибольшее содержание остатков аминокислот (интенсивность пиков при исследовании с помощью ИК-спектроскопии) наблюдается в опытных образцах, что обусловлено введением молочной сыворотки, следовательно, введение молочной сыворотки увеличивает содержание белков в хлебе.

Summary. For a research of a possibility of improvement of indicators of quality of bread from flour of various grades, experiments with entering into compoundings of bread of pectins and whey were made. Inclusion of whey in a compounding of bakery products allows to have a positive impact both on quality of finished goods, and on the course of technological process of production of bread. Whey recommends to replace a part of the water intended for preparation of a support or the test. The optimum amount of the serum brought in dough is selected depending on its acidity, a look, a grade and features of flour, a grade and a type of bakery products, the production technology. It is possible to include up to 10-15 % of whey of the mass of flour in the white bread from flour of the 1 st and 2nd grade developed in the basic or be-zoparny way. Whey can be brought both at a stage of preparation of a support, and at a batch. If serum is used in a support, then time of fermentation of a support is reduced by 40-60 min. Time of fermentation of

© Беляев А.Г., Пьяникова Э.А., Ковалева А.Е., Бывалец O.A., 2018

port. The support prepared from all volume of liquid, 25 % of flour and all amount of sugar of salt and yeast. As a result of the conducted researches the following conclusions were drawn: addition of pectin improves organoleptic indicators of bread and extends the term of its storage; the acidity of prototypes of bread increases within norm on requirements of GOST no more than for 1 % because of application of whey, at the same time increases the speed of fermentation of the test; the porosity of prototypes becomes better what is caused by pectin introduction; addition of pectin and whey favorably affected the studied physical and chemical indicators of the developed bread; the maintenance of residues of amino acids testifies to the content of proteins, the largest content of residues of amino acids (intensity of peaks at a research by means of IK-spectroscopy) is observed in prototypes that is caused by introduction of dairy serum, therefore, introduction of whey increases the content of proteins in bread.

Ключевые слова: мука, хлебобулочные изделия, молочная сыворотка, показатели качества, пектин, ИК Фурье спектроскопия.

Keywords: flour, bakery products, whey, quality indicators, pectin, IR Fourier spectroscopy.

Хлебопекарная отрасль России является высокоэффективной и динамично развивающейся отраслью агропромышленного комплекса. Основной ее задачей является выпуск продукции с хорошими потребительскими свойствами. Однако различие в типах и сортах пшеницы, погодно-климатических и агротехнических условиях выращивания и сбора урожая, режимах хранения и технологических схемах переработки зерна обусловливают разное качество муки, а следовательно, и готовой продукции.

Для исследования возможности улучшения показателей качества хлеба из муки различных сортов, были проведены опыты с внесением в рецептуры хлеба пектинов и молочной сыворотки. Включение молочной сыворотки в рецептуру хлебобулочных изделий позволяет оказать положительное влияние как на качество готовой продукции, так и на ход технологического процесса производства хлеба [1]. Молочной сывороткой рекомендуется заменять часть воды, предназначенной для приготовления опары или теста. Молочная сыворотка имеет высокую кислотность, поэтому включать ее в рецептуру теста необходимо с определенной осторожностью. Оптимальное количество вносимой в тесто сыворотки подбирается в зависимости от ее кислотности, вида, сорта и особенностей муки, сорта и вида хлебобулочных изделий, технологии производства [2].

В пшеничный хлеб из муки 1-го и 2-го сорта, вырабатываемый опарным или безопарным способом, можно включать до 10-15 % молочной сыворотки от массы муки. Молочную сыворотку можно вносить как на стадии приготовления опары, так и при замесе. Если сыворотка используется в опару, то время брожения опары сокращают на 40-60 мин. Время брожения теста, приготовленного на опаре с сывороткой, не сокращают.

Пектин — это натуральный полисахарид, который имеется в составе всех растительных тканей. Пектин является важным компонентом структуры клеток растений благодаря сильной способности к набуханию и коллоидному характеру. Пектин получают из натурального сырья - плодов цитрусовых, яблок, жома сахарной свеклы, а также других видов растений [3]. Пектин и его производные обладают как свойствами пектиновых веществ, так и свойствами анионактивных ПАВ, набухаемостью, вязкостью, эмульгирующими свойствами, способностью образовывать гели, повышать водопоглотительную способность. Пектин выпускается в форме порошка, который не имеет запаха, от светло-бежевого до коричневатого цвета. Пектину присвоен индекс Е440, и он широко применяется в пищевой промышленности в качестве гелеобразователя [4, 5].

Оптимальной дозировкой сухих пектинов является внесение их в количестве 0,2-0,3 % к массе муки. Добавление пектина в оптимальном количестве способствует увеличению удельного объема хлеба, приготовленного из муки 1-го сорта,

на 22,4 %, пористости - на 8-9 %, общей сжимаемости мякиша - на 40 % по сравнению с контролем, при этом мякиш отличается более равномерной и тонкостенной пористостью. Следует добавить, что у хлеба с добавлением пектина увеличивается срок хранения.

Исследования проводились над четырьмя образцами хлеба, два из которых были без добавок (контрольный образец 1 из муки высшего сорта и контрольный образец 2 из муки общего назначения М55-23). Два других образца отличались введением молочной сыворотки за место 50 % воды и добавлением 10 г пектина вместо такой же массы муки (опытный образец 1 из муки высшего сорта и опытный образец из муки общего назначения М55-23). Рецептура хлеба для проведения исследований представлена в табл. 1.

Все четыре образца приготавливались с помощью опары. Опара приготавливалась из всего объема жидкости, 25 % муки и всего количества сахара соли и дрожжей.

Таблица 1

Рецептура контрольных и опытных образцов хлеба из различной муки хлеба для

проведения исследований

Наименование сырья Контрольный образец 1, г Контрольный образец 2, г Опытный образец 1, г Опытный образец 2, г

Мука пшеничная высшего сорта 450 - 450 -

Мука пшеничная общего назначения М55-23 - 450 - 450

Вода 150 мл

Соль пищевая поваренная 5

Дрожжи хлебопекарные 5

Сахар 20

Пектин - - 10 10

Молочная сыворотка - - 75 75

Тесто отстаивалось 1 ч, в результате чего его объем значительно увеличивался, а после отправлялся в печь на 30 мин при 200 °С (рис. 1).

Рис. 1. Выпечка контрольных образцов хлеба в хлебопекарном шкафу ШХЛ-

0,65

(слева из муки высшего сорта, справа из муки общего назначения)

После выпечки хлеб был оставлен на 20 мин для остывания при температуре (рис. 2).

Рис. 2. Опытные образцы хлеба после выпечки (слева из муки высшего сорта, справа из муки общего назначения)

Исследования проводились по трем физико-химическим показателям: влажность, кислотность, пористость. Влажность хлеба находится в зависимости от вида и сорта муки, рецептуры и метода выпечки. Хлеб с увеличенной влажностью содержит густой, комкующийся мякиш, меньшую калорийность и худшею усваивае-мость организмом. Подобный хлеб проще деформируется и быстрее плесневеет. При очень низкой влаге хлеб содержит более сухую консистенцию, худший вкус и быстро черствеет. Самая высокая влажность у ржаного хлеба (51 %), самая низкая - у сдобных изделий (32-34 %). Хлеб с повышенной влажностью в продажу не допускается.

Влажность опытных образцов поменялась незначительно, что обусловливается применением ещё и молочной сыворотки. Пектины во время выпечки способны выделять дополнительную влагу, благодаря чему происходит процесс увлажнение хлеба, но и молочная сыворотка смогла это компенсировать.

Кислотность хлеба в основном обусловлена накоплением кислот, образующихся в процессе брожений теста. Она существенно влияет на качество и нормируется стандартом. При недостаточной кислотности хлеб имеет пресный вкус, а при излишке ее - кислый. Изменяется кислотность в зависимости от вида и сорта муки, способа приготовления теста. Чем ниже сорт муки, тем выше кислотность хлеба. Хлеб, приготовленный на дрожжах, имеет меньшую кислотность по сравнению с хлебом, поставленным на закваске. Кислотность опытных образцов несколько повысилась. Повышенная кислотность в опытных образцах обусловлена введением молочной сыворотки. Это объясняется содержащимися в ней молочнокислыми бактериями.

Хлеб должен иметь равномерную пористость, без больших пустот. Наличие пор в хлебе способствует более полной и быстрой его усвояемости; чем выше сорт изделий, тем больше их пористость.

При использовании добавок пористость в опытных образцах несколько увеличилась, что обусловливается применением как пектина, так и сыворотки.

Результаты исследований физико-химических показателей образцов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Сравнение физико-химических показателей качества исследуемых образцов хлеба

Показатели Контрольный образец 1, высший сорт муки Контрольный образец 2, мука общего назначения Опытный образец 1, высший сорт муки с пектином и молочной сывороткой Опытный образец 2, мука общего назначения с пектином и молочной сывороткой

Влажность, % 45 44 45 45

Кислотность, град 3,6 4,0 3,8 4,2

Пористость, % 70 65 70 66

В табл. 3 представлены физико-химические показатели по ГОСТу для изделий из пшеничной муки.

Таблица 3

Показатели ГОСТ 27842-88 для муки высшего сорта ГОСТ 31805-2012 для муки общего назначения М55-23

Влажность, % 43 46

Кислотность, град 3,0 4,5

Пористость, % 70 65

В контрольных образцах мы видим соответствие с ГОСТ по большинству показателей, кроме такого показателя, как кислотность. Она незначительно превышает норму. У опытных образцов не обнаружено значительного увеличения кислотности.

Повышенная кислотность в опытных образцах обусловлена введением молочной сыворотки. Это объясняется содержащимися в ней молочнокислыми бактериями. Введение молочной сыворотки в опытные образцы удовлетворяет допущение в ГОСТ 27842-88 об увеличении кислотности на 1 % при использовании молочной закваски. Влажность и пористость всех образцов соответствует требованиям.

Используя метод ИК-Фурье, получили спектры сравнения контрольных и опытных образцов хлеба. Метод ИК-Фурье - это один из методов оптической спектроскопии [6]. С помощью инфракрасной спектроскопии определяют строение молекул, наличие того или иного микроэлемента, большинство колебательных и вращательных спектров молекул расположено в инфракрасной области. Колебания определенной частоты соответствуют каждому виду связи [7].

Самый большой пик (левый) указывает нам содержание влаги -3 400-3 200 см-1. Пик посредине указывает содержание аминогрупп ГШ2 - 1 660-1 610 см-1. Карбоксильные группы представлены справа на графике, что свидетельствует о наличии остатков аминокислот. Интенсивность пиков означает, что больше аминокислот в образцах с добавлением молочной сыворотки и пектинов. Содержание аминоостатков свидетельствует о содержании белков. Наибольшее содержание аминоостатков (интенсивность пиков) наблюдается в опытных образцах, что обусловлено введением молочной сыворотки. ИК-спектры всех образцов хлеба представлены на рис. 3-7.

0.105 0.1» 0095 0.090 ООВ5

о.ово

0.075 0.070 0.065 0.060 щ 0.055 ■ 0.050 0.045 0 040 0.0350 030 0,025 0.020 0.015-о.ою 0.005-

оооо -0,005.

«а муки обшиор казначеями образец пей и* емюоома из муки общего назначения рйнгртопь 26042015 сорт мука образе 4 сывсрка пектин 26041в щитроль «мсший свет чмш 24 04 13-

(С

:

.Г I.

У

2500 2000

Вогноем чидли («4-1)

л :

'ОТ

Рис. 3. ИК-спектры всех образцов хлеба

0.10

0,05

0,00 4000

высший сорт мука образец сывортка пектин 260418

ю

О)

со

со ю

со 00

оо •Ч"

со

т—

со со

ю

3000 2000

Волновое число (см-1)

1000

Рис. 4. Спектр опытного образца хлеба из муки высшего сорта с добавлением

пектина и молочной сыворотки

ш

ШЮДУКТЫ.аДОРОВОГО

си

а>

о

0,10

0.05

0.00

контроль высший сорт муки 24 04 18

4000

со

СО

ю со го

о о

оо

ТОО

о

1000

3000 2000

Волновое число (см-1}

Рис. 5. Спектр контрольного образца хлеба из муки высшего сорта

Хлеб из муки общегор назначения образец пектин сыворотка

ее

О)

о

0.10

0.05

0.00

4000

к со

со <о со п

о со

-чГ

ш

3000 2000

Волновое число (см-1)

<т> со

СО

счь-що

1000

Рис. б. Спектр опытного образца хлеб из муки общего назначения с добавлением пектина и молочной сыворотки

хлеб из муки общего назначения контртоль 26042018

£Г

О: о

0.08 0.06 0.04 0.02 0.00

4000

ю

см ^

со

со

ГО

со

3000 2000

Волновое число (см-1)

и

00 СО

ю

1000

Рис. 7. Спектр контрольного образца хлеб из муки общего назначения

В результате проведенных исследований были сделаны следующие выводы:

- добавление пектина улучшает органолептические показатели хлеба и удлиняет срок его хранения;

- кислотность опытных образцов хлеба повышается в пределах нормы по требованиям ГОСТ не более чем на 1% из-за применения молочной сыворотки, при этом увеличивает скорость брожения теста;

- пористость опытных образцов становится лучше, что обусловливается внесением пектина;

- добавление пектина и молочной сыворотки благоприятно повлияло на исследуемые физико-химические показатели разработанного хлеба;

- содержание остатков аминокислот свидетельствует о содержании белков, наибольшее содержание остатков аминокислот (интенсивность пиков при исследовании с помощью ИК-спектроскопии) наблюдается в опытных образцах, что обусловлено введением молочной сыворотки, следовательно, введение молочной сыворотки увеличивает содержание белков в хлебе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Астахова, Н.И. Использование вторичного сырья в молочной промышленности [Текст] / Н.И. Астахова // Наука и жизнь,- 2012. - № 2. - С. 24-25.

2. Беляев, А.Г. Основы микробиологии [Текст] / А.Г. Беляев, С.А. Чугунов, Е.Ю. Потреба,- Курск, 2015. - 176 с.

3. Рышкова, Е.В. Изучение влияния пектинового экстракта на качественные показатели хлебобулочных изделий [Текст] / Е.В. Рышкова, А.Г. Беляев // Сб. науч. стат. «Мировая экономика и социум: современные тенденции и перспективы развития»,- 2016,- С. 25-30.

4. Зюзько, A.C. Разработка комплексного улучшителя для повышения качества хлеба из пшеничной муки [Текст] / A.C. Зюзько, Е.В. Коростова, В.И. Бонда-ренко // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2011. - № 4. - С. 24-25.

5. Беляев, А.Г. Совершенствование процесса получения пектиновых веществ из растительного сырья [Текст] / А.Г. Беляев, Л.Х. Лазарева, К.В. Круговых // Матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Технологии производства пищевых продуктов питания, и экспертиза товаров»,- 2015.- С. 32-36.

6. Беляев, А.Г. Исследование полученных по разработанной технологии пектиновых продуктов методом ик-спектроскопии [Текст] / А.Г. Беляев, А.Г. Петрова, А.Ю. Игин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии,- 2014,- № 2,- С. 49-52.

7. Беляев, А.Г. Современные приборы и методы исследований в технологии продуктов питания [Текст]: учеб. пособие / А.Г. Беляев. - Курск, 2016. - 184 с.

REFERENCES

1. Astahova N.I. Ispol'zovanie vtorichnogo syr'ya v molochnoj promyshlennosti, [Use of secondary raw materials in the dairy industry] Nauka i zhizn', 2012, No 2., pp. 24-25 (Russian).

2. Belyaev A.G. Osnovi microbiologii, [Fundamentals of Microbiology], South -West. State University - Kursk, 2015. - 176 p (Russian).

3. Ryshkova E.V., Belyaev A.G Izuchenie vliyaniya pektinovogo ehkstrakta na kachestvennye pokazateli hlebobulochnyh izdelij, [The study of the effect of pectin extract on the quality indicators of bakery products], V sbornike: Mirovaya ehkonomika i socium: sovremennye tendencii i perspektivy razvitiya sbornik nauchnyh statej. 2016. pp. 25-30 (Russian).

4. Zyuz'ko A. S., Korostova E. V., Bondarenko V. I. Razrabotka kompleksnogo uluchshitelya dlya povysheniya kachestva hleba iz pshenichnoj muki, [Development of a comprehensive improver to improve the quality of bread made from wheat flour], Izv. vuzov. Pishchevaya tekhnologiya. , 2011. , No 4. - pp. 24-25 (Russian).

5. Belyaev A.G., Lazareva L.H., Krugovyh K.V., Kucheryavyh O.A. Sovershenstvo-vanie processa polucheniya pektinovyh veshchestv iz rastitel'nogo syr'ya, [Improving the process of obtaining pectic substances from vegetable raw materials], V sbornike: Tekhnologii proizvodstva pishchevyh produktov pitaniya, i ehkspertiza tovarov Sbornik nauchnyh statej materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Kursk. 2015. pp. 32-36 (Russian).

6. Belyaev A.G., Petrova A.G., Igin A.YU., Evdokimova M.YU. Issledovanie polu-chennyh po razrabotannoj tekhnologii pektinovyh produktov metodom ik-spektroskopii [The study obtained according to the developed technology of pectin products by the method of IR-spectroscopy], Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii. 2014. No 2. pp. 49-52 (Russian).

7. Belyaev A.G. Sovremennie pribori i metodi issledovanii v texnologii prodyktov pitaniya: ycheb.posobie [Modern instruments and methods of research in food technology], Belyaev A.G; South - West. State University - Kursk, 2016. - 184 p (Russian).