CC BY
155
ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ
ТЕМА НОМЕРА
XXI
ВЕКА
Концепция и технологические решения
применения хлебопекарных улучшителей
И.В. Матвеева
Московский государственный университет пищевых производств
Особое место хлеба в структуре питания населения среди многих задач, определяет приоритетное направление- обеспечение высокого качества хлебобулочных изделий.
Важнейшие аспекты, под влиянием которых создается система обеспечения и прогнозирования качества этих продуктов, - качество основного и дополнительного сырья, применение новых видов сырья и материалов, внедрение прогрессивных технологий, совершенствование ассортимента, оснащение предприятий современным оборудованием. Обоснование применения хлебопекарных улучшителей
Эффективность работы хлебопекарных предприятий обусловливается возможностью выработки продукции стабильного качества и широкого ассортимента в соответствии со вкусами, традициями и национальными особенностями населения.
Обеспечение стабильного качества готовых изделий основывается на комплексной системе его поддержки, которая включает следующие элементы:
• оптимизация технологического процесса в зависимости от используемого оборудования, качества сырья, климатических условий, традиций населения и других факторов;
• современный уровень управления технологическими параметрами процесса производства;
• компьютеризированные методы техно-химического контроля качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;
• направленное и обоснованное применение микроингредиентов - пищевых добавок, хлебопекарных улуч-шителей, в том числе комплексных улучшителей полифункционального действия.
Наиболее эффективное средство в решении многих технологических задач, в том числе для создания гибкого и одновременно стабильного процесса приготовления широкого ассортимента хлебобулочных изделий высокого качества - использование пищевых
добавок и хлебопекарных улучшите-лей.
Понятие хлебопекарных улучшителей
В современных условиях применение хлебопекарных улучшителей различной направленности и принципа действия является неотъемлемой составной частью технологий производства хлебобулочных изделий как средства прогнозирования и гаранта их качества.
Под термином «хлебопекарный улучшитель» понимается микроингредиент или комплексная добавка, которые самостоятельно как пищевые продукты не используются, могут не входить в состав рецептур хлебобулочных изделий, а применяются как вспомогательные средства для решения технологических задач.
На российском рынке микроингредиентов предлагаются многочисленные хлебопекарные улучшители зарубежных и отечественных производителей. Эффективность и успех их применения определяется дифференцированным подходом к особенностям технологического процесса с учетом особенностей свойств основного сырья и оперативной оценки его качества, а также необходимостью сохранения традиционных потребительских свойств хлебобулочных изделий, включающих вкус, аромат и др. Вопросы безопасности
Важнейший вопрос применения улучшителей - их безвредность, так как хлебобулочные изделия - это продукты массового и повсеместного потребления. Существующая система сертификации добавок Минздравом России служит гарантом их соответствия санитарно-гигиеническим нормам. Большинство используемых хлебопекарных улучшителей имеют природное происхождение. Ряд средств массовой информации ввиду отсутствия необходимых знаний в достаточно сложной области микроингредиентов и научных основ технологии хлебопекарного производства необоснованно, а зачастую безграмотно вводит
в заблуждение потребителей и производителей хлеба, преувеличивая опасность применения хлебопекарных улучшителей и пищевых добавок, нанося вред отрасли и снижая эффективность ее работы.
В настоящее время во многих странах мира разрабатываются современные технологии здоровых и безопасных продуктов питания, в том числе и хлебобулочных изделий, на основе применения добавок.
Во избежание использования хлебопекарных улучшителей «неизвестного» происхождения или неустановленного состава хлебопекарные предприятия, приобретая эти ингредиенты, наряду с необходимой документацией должны иметь полную информацию об их производителях и разработчиках. Эффективность и целесообразность применения
Хлебопекарные улучшители применяются в случае их технологической необходимости и целесообразности, что обусловливается следующими аспектами:
• необходимость переработки хлебопекарного сырья с различными свойствами;
• производство высококачественной продукции;
• разнообразие ассортимента выпускаемых хлебобулочных изделий;
• новые способы тестоприготовле-ния, включая интенсивные (ускоренные) технологии, технологии на замороженных полуфабрикатах и т. д.
• сохранение свежести хлебобулочных изделий и повышение их микробиологической чистоты;
• обеспечение высоких технико-экономических показателей, экономия материальных ресурсов и др. Функции и группы хлебопекарных улучшителей
По принципу действия хлебопекарные улучшители разделяют на монодобавки строго направленного действия и многокомпонентные добавки -мультэнзимные композиции, комплексные хлебопекарные улучшители.
Выбор улучшителя определяется несколькими аспектами:
• решаемая технологическая задача;
• исходное качество муки, дрожжей и другого сырья;
• способ тестоприготовления;
• тип предприятия (хлебозавод, мини-производство);
• вид изделия, его рецептура;
• вид оборудования и машинно-аппаратурная схема производства;
• наличие упаковки и вид упаковочных материалов;
• технико-экономические аспекты и пр.
ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ
XXI
ВЕКА
Таблица 1
Отечественные ученые и исследователи, участвовавшие в разработках технологий применения микроингредиентов
в хлебопекарном производстве
Группа хлебопекарных улучшителей Ученые-исследователи
Улучшители окислительного действия Ауэрман Л.Я., Пучкова Л.И., Журавлев H.H., Попадич И.А., Журавлев H.H., Суворова М.А., Броварец (Теслер) Т.В., Поландова Р.Д., Суворова М.А., Потавина А.С., Козьмина И.П., Ауэрман Н.Л. и др.
Ферментные препараты Ауэрман Л.Я., Кретович В.Л., Попадич И.А., Пучкова Л.И., Грачева И.М., Поландова Р.Д., Попов М.П., Траубенберг С.Е., Лысюк Ф.А., Теслер Т.В., Шикина В.С., Кащеева (Лисюк) Г.М., Дубцов Г.Г., Пащенко Л.П., Рахманкулова Р.Г., Шуб И.С., Лукач Е.Н., Дремучева Г.Ф., Мартыненко H.C., Кобелева И.Б., Милорадова Е.В., Фуголь О.А., Логинова М.В., Суматохина С. А., Шлеленко Л.А., Гусева Л.И., Козьмина H.P., Ведерникова Е.И., Демидов А.С., Токарева P.P., Салманова Л.С., Энкина Л.С. и др.
Поверхностно-активные вещества Пучкова Л.И., Hечаев А.П., Баскаева А.Е., Кочеткова А.А., Федорова И.С., Петрова Т.Т., Казакевич H.M., Сидорова О.Г., Малофеева Л.С., Корячкина С.Я., Малкина В.Д., Садыков А.А., Черненко Л.Е., Юдина Т.А., Сугробова (Авдеева) Л.Л., Конова КИ., Матвеева И.В., Козьмина H.K, Горячева А.Ф. и др.
Модифицированный крахмал Лукьянов А.Б., Пучкова Л.И., Коненкова И.В., Поландова Р.Д., Матвеева И.В., Клевец М.В., Шкваркина Т.И. и др.
Сухая клейковина Hечаев А.П., Дубцова Г.К, Колпакова В.В., Мелешкина Е.П. и др.
Пектин Пучкова Л.И., Лазарева Л.В., Кочеткова А.А., Колеснов А.Ю., Челидзе 3. и др.
Ферментативно-активная соевая мука Ауэрман Л.Я., Попов М.П., Дубцов Г.Г., Поландова Р.Д., Шлеленко Л.А., Дремучева Г.Ф. и др.
Вещества, замедляющие микробиологическую порчу хлеба Ауэрман Л.Я., Журавлев H.H., Пучкова Л.И., Поландова Р.Д., Сугробова (Авдеева) Л.Л., Матвеева И.В., Колупаева Т.Г., Богатырева Т.Г. и др.
Минеральные вещества Островский А.И., Пенская Е.А., Федорова И.Ю., Hезнанова КА., Белявская И.Г., Матвеева И.В., и др.
Комплексные хлебопекарные улучшители Ауэрман Л.Я., Кретович В.Л., Журавлев H.H., Пучкова Л.И., Попадич И.А., Поландова Р.Д., Дремучева Р.Д., Карчевская О.Е., Лукач Е.К, Шикина В.С., Казанская Л.К, Кузнецова Л.К, Синявская кД., Гусева Л.И., Шкваркина Т.И., Токарева Г.А. и др.
Сухие закваски-подкислители Траубенберг С.Е., Малофеева Л.С., Казакевич КМ., Матвеева И.В., Юдина Т.А., Казанская Л.К, Кузнецова Л.К, Плотников П.М., Белявская И.Г., Дремучева Г.Ф. и др.
Опыт использования хлебопекарных улучшителей позволяет выделить следующие основные их группы:
• улучшители окислительно-восстановительного действия;
• ферментные препараты различного принципа действия (альфа-амилаза, мальтогенная амилаза, ксиланаза, липаза, фосфолипаза, глюкозооксида-за, протеаза);
• модифицированные крахмалы;
• пищевые эмульгаторы (поверхностно-активные вещества);
• сухая пшеничная клейковина;
• добавки консервирующего действия;
• комплексные хлебопекарные улуч-шители и др.
Технологические функции и механизм действия
Фундаментальные и прикладные исследования механизма действия различных групп хлебопекарных улучшителей и их влияния на структурные компоненты муки и теста, качество хлеба проводятся уже более 100 лет зарубежными и российскими учеными и специалистами хлебопекарной отрасли (табл. 1).
ГосНИИ хлебопекарной промышленности, МГУПП проведены комплексные исследования по изучению технологических, функциональных свойств и механизма действия различных микроингредиентов, а также разработаны научные и практические основы технологий получения и применения нового поколения комплексных улучшителей
для хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.
Многочисленные исследования механизма действия хлебопекарных улучшителей на структурные компоненты теста служат основой для обобщения основных функциональных и технологических свойств применяемых микроингредиентов при приготовлении хлебобулочных изделий (табл. 2).
Анализ существующих технологий применения хлебопекарных улучшите-лей показывает перспективные возможности, которые может использовать технолог хлебопекарного предприятия для решения комплексных задач регулирования производственного процесса, повышения его эффективности, выработки хлебобулочных изделий высокого качества. Комплексные хлебопекарные улучшители
Учитывая нестабильные свойства основного и дополнительного сырья, многообразие способов тестоприго-товления, большой ассортимент хлебобулочных изделий, возникает необходимость согласования всего этого с параметрами технологического процесса. Для решения практических задач разработаны теоретические основы формирования композиционных составов и применения мультиэнзим-ных композиций и комплексных хлебопекарных улучшителей, которые дифференцируются в зависимости от следующих технологических факторов:
• переработка муки с пониженными хлебопекарными свойствами (пониженное содержание клейковины, пониженная автолитическая активность, слабая клейковина, чрезмерно крепкая клейковина и пр.);
• ассортимент и вид хлебобулочных изделий (массовые виды хлеба из сортовой пшеничной муки, булочные изделия, сдобные изделия, слоеные изделия и пр.);
• предотвращение заболевания хлеба «картофельной болезнью»;
• способы тестоприготовления (для непрерывных технологий приготовления теста, для ускоренных способов тестоприготовления, для технологии замороженных полуфабрикатов);
• для замедления черствения и сохранения свежести хлебобулочных изделий.
Композиционные составы улучшителей разрабатываются с учетом многих факторов: синергизм, совместимость компонентов и отсутствие инактивирующего (ингибирующего) действия, сохранность их активности и технологического эффекта при длительном хранении, дисперсный состав, технологичность при дозировании и др.
Практические основы использования улучшителей
Традиционно хлебопекарные улучшители используются на хлебопекарных предприятиях любой производительности, в том числе на мини-производствах, где технолог устанавливает
ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ
ТЕМА НОМЕРА
XXI
ВЕКА
Таблица 2
Функциональные свойства и технологический эффект различных групп хлебопекарных улучшителей
Микроингредиент
Функциональные свойства
Технологический эффект
Улучшители окислительного действия персульфат аммония, пероксид кальция, аскорбиновая кислота, азодикарбонамид, ферментные препараты окислительного действия
Улучшители восстановительного действия L-цистеин,
ферментные препараты протеиназы, тиосульфат натрия
Ферментные препараты амилолитиче-ского действия Амилоризин П10Х, Амилосубтилин Г10Х, Фунгамил 2500 SG,
Новамил
Глюкоамилаза очищенная, Глюкоаваморин Г20Х, АМГ
Гемицеллюлазные ферментные препараты Циторезимин П10Х, Ксилозим, Пентопан 500BG
Протеолитические ферментные препараты Пропоризин П10Х, Протосубтилин Г10Х, Нейтраза
Липолитические ферментные препараты Липопан 50 BG
Липопан F
Ферментный препарат глюкозооксидазы Глюзим Моно 10000
Фермент липоксигеназа ферментативно-активная соевая мука, картофельный сок
Поверхностно-активные вещества лецитин, моно- и диглицериды, эфиры диацетилвинной кислоты с моноглицеридами, стеароиллакта-ты, эфиры сахарозы и др.
Модифицированные крахмалы МДК-А, МДК-Б, МДК -В
Увеличение количества дисульфидных связей и уменьшение количества сульфгидрильных групп в клейковине, снижение атакуемости белка, уменьшение активности протеиназ
Увеличение количества сульфгидрильных групп, гидролиз пептидных связей клейковинных белков
Гидролиз а-1,4-гликозидных связей крахмала с образованием декстринов и незначительного количества сахаров. Гидролиз крахмала при температуре 60...70 °С в начальный период выпечки с образованием декстринов с 4-7 глюкоз-ными остатками
Последовательное отщепление концевых остатков а^-глюкозы с нередуцирующих концов амилозы и амилопектина
Гидролиз высокомолекулярных арабино-ксиланов с увеличением содержания растворимых пентозанов и пентоз
Гидролиз пептидных связей белка
Гидролиз жиров, ди- и триглицеридов с образованием глицеридов и жирных кислот, обладающих эмульгирующими свойствами, образование пероксидов и гидро-пероксидов, укрепляющих клейковину Гидролиз полярных и неполярных фосфолипидов с образованием лизо-фосфолипидов, проявляющих свойства поверхностно-активных веществ
Окисление р^-глюкозы, воздействие на БН-группы с образованием дополнительных связей в клейковинных белках
Окисление цисформы линолевой, линоленовой, арахидоновой ненасыщенных жирных кислот с образованием пероксидов и гидропероксидов, воздействующих на БН-группы клейковинных белков
Взаимодействие с крахмалом и белком с образованием комплексных соединений
Гидролитическое расщепление гликозидных связей с образованием карбонильных и карбоксильных групп
Укрепление клейковины, улучшение реологических свойств теста, увеличение формо- и газоудерживающей способности теста, уменьшение расплываемости подовых изделий, увеличение объема хлеба, отбеливание мякиша, улучшение его структуры
Расслабление клейковины муки с чрезмерно сильной и короткорвущейся клейковиной, повышение растяжимости и эластичности теста, сокращение длительности замеса, улучшение качества хлеба, а также качества вафель, бисквита, печенья и др.
Увеличение сахаро- и газообразующей способности муки, интенсификация процесса брожения, улучшение качества хлеба
Замедление ретроградации крахмала, улучшение эластичности и сжимаемости мякиша хлеба, замедление черствения хлебобулочных изделий до 24 сут
Накопление глюкозы в осахаренных заварках при переработке крахмалсодержащего сырья с получением высокоосахаренных ферментативных полуфабрикатов
Упрочнение пространственной клейковинной структуры, увеличение формоудерживающей способности и стабильности тестовых заготовок, увеличение объема хлеба, улучшение структуры, пористости
Расслабление теста, увеличение его эластичности и растяжимости, улучшение качества хлеба из муки с чрезмерно крепкой клейковиной, а также улучшение качества мучных кондитерских изделий
Улучшение реологических свойств теста, улучшение способности к разделке при формовании тестовых заготовок, повышение газоудерживающей способности тестовых заготовок, отбеливание мякиша, обеспечение мелкой, тонкостенной пористости хлеба Образование лизофосфолипидов, проявляющих свойства поверхностно-активных веществ, улучшение консистенции и эластичности теста, повышение удельного объема хлеба, формирование равномерной мелкопористой структуры мякиша хлеба
Повышение силы муки, улучшение реологических свойств теста, увеличение консистенции теста, повышение объема хлеба, увеличение формоустойчивости подовых изделий, отбеливание мякиша
Упрочение структуры и повышение консистенции теста, снижение его адгезии, снижение расплываемости тестовых заготовок, улучшение качества хлеба (увеличение объема, улучшение структуры пористости, отбеливание мякиша), увеличение формоустойчивости подовых изделий
Формирование тонкостенной равномерной структуры мякиша, повышение формоудерживающей способности теста, увеличение объема хлеба, придание изделиям профилактических и лечебных свойств (лецитин)
Улучшение реологических свойств теста, повышение качества хлеба, особенно при переработке муки с повышенной автолитической активностью
ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ ВЕКА
целесообразность применения определенных добавок в зависимости от достигаемого эффекта, направленности действия и требуемой технологической задачи.
В связи с введением в действие ГОСТ Р 52189-2003, который регламентирует качество 11 сортов и типов пшеничной муки, а также учитывает возможность использования хлебопекарных улучшителей, для производителей является перспективным направление корректировки, стабилизации и обеспечения необходимых свойств пшеничной муки непосредственно на мелькомбинатах.
Технология корректировки необходимых хлебопекарных свойств пшеничной муки на мукомольных предприятиях широко используется многими зарубежными производителями. Вопросы регулирования свойств муки вызывают определенный интерес со стороны мукомольной промышленности, но теоретических и практических разработок в данной области недостаточно. Эта технология сопряжена с разработкой «ноу-хау» и основных решений, включающих:
• взаимосвязь хлебопекарных свойств муки и направленности действия микроингредиента;
• этапность и способы введения микроингредиентов;
• необходимость разнообразного лабораторного оборудования для прогнозирования свойств конечного продукта (муки);
• применение добавок в зависимости от способов тестоприготовле-ния, рецептур хлебобулочных изделий, технологических схем производства.
Хлебопекарные улучшители в зависимости от способа тестоприготовления и оборудования производятся в различных формах: порошкообразной, гранулированной, в виде таблеток, инкапсулированной, пастообразной, жидкой. Расход улучшителей колеблется в широких пределах в зависимости от их назначения, свойств и композиционного состава:
• для отдельно применяемых микроингредиентов (улучшители окислительно-восстановительного действия, ферментные препараты) дозировки составляют от 0,0001 до 0,001 % массы муки, для пищевых эмульгаторов, модифицированных крахмалов - 0,20,5 % массы муки;
• комплексные хлебопекарные улуч-шители при периодических способах тестоприготовления вносят в количестве 0,1-1,5 % массы муки;
• при непрерывных способах тестоприготовления улучшители вводят че-
рез технологические растворы рецептурных ингредиентов в количестве 0,01-0,02 % массы муки.
В настоящее время хлебопекарные улучшители можно использовать для широкого ассортимента продуктов: массовых видов хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки, пшеничной муки (в случае переработки муки с пониженными хлебопекарными свойствами, для сохранения свежести), булочных, сдобных, бараночных, сухарных изделий при любых способах тестоприготовления. При производстве некоторых видов изделий, в частности любительских видов (тостовый хлеб, чиабатта, бутербродные булочки типа гамбургеров, багеты, слоеные изделия, хлеб на основе многозерновых смесей и др.), с целью придания им требуемых потребительских свойств хлебопекарные улучшители являются необходимым компонентом рецептур.
Перспективные разработки
Применение добавок и улучшителей позволяет не только регулировать технологический процесс, корректировать свойства основного и дополнительного сырья, но и создавать здоровые продукты, снижая содержание нежелательных, вредных для организма человека веществ, придавать изделиям профилактические, лечебные и функциональные свойства.
Перспективными направлениями создания таких продуктов являются следующие технологии:
• использование ферментативной переэтерификации, исключающей наличие трансизомеров, для производства жировых продуктов, в том числе для хлебопекарной отрасли;
• применение ферментных препаратов аспарагиназы, позволяющей снизить или предотвратить образования ак-риламидов, наличие которых установлено в ряде крахмалсодержащих продуктов, в том числе в мучных изделиях;
• использование ферментного препарата трансглютаминазы, катализирующей реакции между аминокислотами 1_-лизином и 1_-глютами-ном с образованием ковалентных связей в белковой структуре, для создания безглютеновых изделий (в частности макаронных) для больных целиакией;
• создание диетических и функциональных продуктов и др.
Влияние некоторых видов хлебопекарных улучшителей демонстрируется на рисунке. Заключение
Таким образом, применение хлебопекарных улучшителей - необходи-
12 3 4
Влияние комплексных хлебопекарных улучшителей: 1 - контроль; 2,3,4 - опытные пробы с улучшителем на жировой основе
мый элемент и неотъемлемая часть современного технологического процесса. Хлебопекарные улучшители для технолога - это эффективное, удобное и экономически оправданное средство, правильный выбор которого позволяет в максимальной степени использовать потенциальные возможности химического состава сырья, организовать выработку широкого ассортимента высококачественной продукции, сохраняющей потребительские свойства при хранении.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ауэрман Л.Я. Улучшители в хлебопечении. - М.: Снабсоопгиз, 1931.
2. ДремучеваГ.Ф. Исследования свойств сырья и улучшителей в хлебопекарном производстве//Хлебопече-ние России. № 3. 2002.
3. Косован А.П., Дремучева Г.Ф. Хлебопекарные улучшители: тенденции развития и особенности применения/хлебопечение России. № 4.
2003.
4. Матвеева И.В., Белявская И.Г. Пищевые добавки и хлебопекарные улуч-шители в производстве мучных изделий. - М.: Телер, 2004.
Б. Поландова Р.Д. Новые концептуальные подходы к развитию современных технологий хлебопечения России// Хлебопечение России. № 1.
2004.
6. Улучшители пшеничного хлеба// Труды центральной лаборатории 1-го Ленинградского треста хлебопекарной промышленности / Под ред. П.М. Плотникова. - М.: Пищепромиздат, 1940.
7. Forman T. Enzymes used in bread baking: an application update// Technical Bulletin AIB. V. XXVI. Issue 10. October 2004.
8. Heldt-Hansen H.P, Rittig F, Lynglev G. B, Stringer M.A. Acrylamide reduction with Asparaginase//Informatiom Sheet Novozymes A/S. 2004. 40Б72.
9. Schoenlechner R, Jurackova K., Berghofer E. Pasta Production from the Pseudocereals Amaranth, Quinoa and Buckwheat//XII Grain&Bread Congress. Harrogate, UK, 2004.
