CC BY
35
УДК 664
С. В. Китаевская
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КРАХМАЛОВ К НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКЕ
Ключевые слова: модифицированные крахмалы, замороженные тестовые полуфабрикаты, хлебобулочные изделия.
Обоснованы перспективные направления применения модифицированных крахмалов для повышения качества хлебобулочных изделий на основе замороженных тестовых полуфабрикатов. Изучена устойчивость кукурузных крахмалов к низкотемпературной обработке. Выявлены перспективные препараты для применения в криотехнологии хлебобулочных изделий.
Keywords: modified starches, frozen dough, bread.
Justified promising application areas of modified starches to improve the quality of bakery products on the basis of frozen dough products. Studied resistance of corn starches for low temperature processing. Identified promising modified starches for use in the production of bakery products.
Введение
В настоящее время во всем мире наблюдается стремительный рост объема производства замороженных тестовых полуфабрикатов,
увеличивается выпуск готовых изделий на их основе, проводятся широкие научные исследования по изысканию оптимальных режимов замораживания, хранения, размораживания и созданию специализированного оборудования
Однако длительное хранение при низких температурах негативно влияет на качество полуфабрикатов, готовые изделия получаются низкого объема, худшей пористости и слоистости, чем из свежеприготовленного теста. Консистенция, запах полуфабрикатов со временем ухудшается, тесто становиться более слабым и менее эластичным[1-3].
Исследователи связывают ухудшение качества хлебобулочных изделий, выработанных на основе замороженных полуфабрикатов, с фазовым переходом воды в лед. Крупные кристаллы льда способны разрезать единый клейковинный каркас теста, повреждать крахмальные зерна, а также клетки дрожжей и молочнокислых бактерий, непосредственно участвующих в формировании качественных характеристик тестовых полуфабрикатов. Поэтому целесообразным представляется использовать в данной технологии водосвязывающие ингредиенты или рецептурные компоненты теста[4-7].
В пищевой промышленности для этих целей широко используются крахмалы с измененной структурой и физико-химическими свойствами.
Молекулы крахмала являются лабильными, реакционно-способными соединениями, активно взаимодействуют с ионами металлов, веществами окислительного действия, поверхностно-активными веществами (эмульгаторами), поэтому природные свойства крахмалов могут быть изменены в результате физического, биологического, химического или комбинированного воздействия [8,9].
В практике приготовления хлебобулочных изделий нашей страны модифицированные крахмалы вносятся на стадии замеса теста в количестве 1 - 4 % к массе муки [10,11], однако в научно-технической литературе отсутствуют сведения об использовании данных
препаратов в криотехнологии хлебобулочных изделий, а также об устойчивости модифицированных крахмалов к воздействию отрицательных температур практически
отсутствуют.
Целью настоящей работы явилось изучение резистентности модифицированных крахмалов к низкотемпературной обработке.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования служили кукурузные крахмалы: нативный (ГОСТ Р51985-2002) и модифицированные - фосфатный,
амиллаацетатный, набухающий крахмал и экструзионный (ОСТ 10-018-94).
Для исследований готовили крахмальные суспензии концентрацией 1% с предварительным завариванием и выдерживанием при 60 оС. Замораживание крахмальных суспензий проводили в диапазоне температур от минус 10 до минус 30 оС. По истечении срока хранения (от 2ч до 30 сут.) экспериментальные образцы подвергали дефростации при температуре 20 оС.
Резистентность крахмалов к
низкотемпературной обработке оценивали по изменению вязкости растворов и содержанию глюкозы в крахмальных суспензиях.
Вязкость приготовленных крахмальных суспензий измеряли при помощи капиллярного вискозиметра по времени истечения [12]. Количество свободных сахаров определяли антроновым методом[13].
Для микроскопирования крахмальные суспензии окрашивали раствором Люголя и немедленно просматривали под световым микроскопом Axio Imager (увеличение в 400 раз) в комплекте с видеокамерой.
Результаты исследований и обсуждение
Общеизвестно, что при увеличении температуры происходит набухание крахмальных зерен, что способствует резкому увеличению вязкости
крахмальной суспензии, по мере разрыва крахмальных зерен происходит падение вязкости.
Нами было изучено изменение вязкости 1 % крахмальных суспензий в зависимости от длительности воздействия отрицательных температур.
Результаты проведенных исследований (рис.1) свидетельствуют о снижении вязкости крахмальных суспензий после замораживания независимо от способа модификации крахмалов, что, по-видимому, объясняется частичным разрушением крахмальных зерен.
Рис. 1 - Снижение вязкости крахмальных суспензий при низкотемпературном хранении
Микроскопирование экспериментальных образцов показало, что при замораживании, хранении и дефростации разрушается часть крахмальных зерен - в среднем 6-10 % в зависимости от вида используемого препарата. Наименьший процент разрушения зерен отмечается в крахмальных суспензиях, приготовленных на основе нативного кукурузного крахмала.
Вязкость крахмальных суспензий при хранении в замороженном виде с течение 1 нед. снижается в среднем на 10 - 15 % от исходных значений. Следует отметить, что наименьшим изменениям подвергается набухающий кукурузный крахмал.
С увеличением продолжительности
низкотемпературной обработки уменьшается вязкость всех исследуемых суспензий независимо от вида применяемых крахмалов. Наибольшим изменениям подвергаются крахмальные суспензии экструзионного и амилацетатного крахмалов на протяжении всего периода экспериментальных исследований.
Одной из возможных причин снижения вязкости крахмальных суспензий является деструкция крахмала с образованием декстринов и свободных сахаров.
Сахара - необходимый компонент в хлебопечении. Собственных сахаров муки для этого часто недостаточно. Внесение требуемого количества сбраживаемых сахаров в тесто достигается с помощью улучшителей. Высокие содержания свободных сахаров уменьшают скорость клейстеризации крахмала, снижают пик вязкости. Дисахариды являются более эффективными с точки зрения замедления клейстеризации и снижения пика вязкости, чем моносахариды. Кроме того сахара уменьшают силу
крахмальных гелей, играя роль пластификатора и вмешиваясь в образование зон связывания [14].
В связи с вышеизложенным было изучено влияние процессов замораживания, хранения, дефростации на содержание свободных сахаров в крахмальных суспензиях, результаты исследований представлены на рис. 2.
Установлено, что при увеличении продолжительности замораживания в крахмальных суспензиях образуются свободные сахара в результате деструкции под воздействием низких температур. После 24-х часового хранения содержание свободных сахаров увеличивается в среднем на 15 % от первоначального их количества в суспензии.
После 4-х недельного хранения содержание свободных сахаров увеличивается в среднем на 2025 % от первоначального их количества в суспензии.
0 12 3 4
Продолжительность заморахнвання, неделн - -фосфатный крахмал ~^~янши|аацшгаый крахмал
^р-найухающнй крахмал ——ха"1р\ ¡ионнми крахмал
-н;< I ппиыи крахмнл
Рис. 2 - Содержание свободных сахаров в крахмальных суспензиях
Результаты проведенных экспериментальных исследований по изучению резистентности модифицированных крахмалов к
низкотемпературному воздействию
свидетельствуют о том, что наиболее устойчивым к отрицательным температурам является набухающий кукурузный крахмал (ОСТ 10-018-94).
Образовавшиеся в результате деструкции крахмала свободные сахара могут служить дополнительным источником питания для микрофлоры дефростированных полуфабрикатов (клеток дрожжей и молочнокислых бактерий). Особенно важен этот фактор при производстве низкокалорийных хлебобулочных изделий, в рецептуре которых отсутствуют сахаросодержащие продукты.
Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о перспективности использования модифицированных крахмалов в качестве криопротекторов при производстве продуктов питания с применением криотехнологии, в
частности, при производстве хлебобулочных изделий
на основе замороженных полуфабрикатов.
Литература
1. Лабутина, Н.В. Технология производства хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов. - Смоленск: Универсум, 2004. -236 с.
2. Китаевская, С.В. Биотехнологические основы использования криорезистентных микро-организмов в хлебопечении/ С.В. Китаевская, О.А. Решетник. - Казань: Изд-во КГТУ, 2006. - 268 с.
3. Rouille J. Influence of formulation and mixing conditions on bread making qualities of french frozen dough / J. Rouille, A. Le Bail, P. Courcoux // J. of food engineering. -2000. - V.43. -P. 197-203.
4. Havet M. Influence of freezing conditions on the breadmaking performance of french frozen dough / M. Havet, M. Mankai, A. Le Bail // J. of food engineering. - 2000. - V. 45. - №4. - P. 139-145.
5. Ribotta, P.D. Frozen dough in Bakery Products: Science and Technology, edited by Y.H. Hui. -Ames (USA) Blackwell Publishing/ P.D. Ribotta, A.E. Leon, M.C. Anon. -2006. -P. 381-390.
6. Selomulyo, V.O. Frozen bread dough: Effect of freezing storage and dough improvers/V.O. Selomulyo, W. Zhou/Journal of Cereal Science. -2007. -45. -P. 1-17.
7. Китаевская, С.В. Применение ферментных препаратов в технологии хлебобулочных изделий на основе
замороженных полуфабрикатов / С.В. Китаевская, О.А. Решетник //Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - №24. - С. 91-94.
8.Жушман, А.И. Модифицированные крахмалы /А. И. Жушман - М.: Пищепромиздат, 2007. - 236 с.
9.Никитина, Е.В. Сравнительная характеристика физико-химических и морфологических свойств модифицированных картофельных крахмалов / Е.В. Никитина, Л.З. Габдукаева //Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т. 15. - № 11. -С. 228-230.
10. Матвеева, И. Модифицированные крахмалы для формирования качества хлебобулочных и макаронных изделий / И. Матвеева, В. Нестеренко // Хлебопродукты. -2011. - № 3. - С. 65-67.
11. Матвеева, И. Модифицированные крахмалы для формирования качества хлебобулочных и макаронных изделий / И. Матвеева, В. Нестеренко // Хлебопродукты. -2011. - № 4. - С. 43-45.
12. Никитина, Е.В. Сравнительный анализ устойчивости модифицированных картофельных крахмалов / Е.В. Никитина, Л.З. Габдукаева //Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т. 15. - № 11. -С. 220-223.
13. Нечаев, А. П. Пищевая химия: Лабораторный практикум/ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг и др. - СПб: ГИОРД, 2006.-304 с.
14. Справочник по гидроколлоидам/Г.О. Филлипс, П.А. Вильямс (ред.); пер. с англ., под ред. А.А. Кочетковой и Л.А. Сарафановой. - СПб.: ГИОРД, 2006. -536 с.
© С. В. Китаевская - к.т.н., доцент кафедры ТПП КНИТУ, kitaevskayas@mail.ru.
© S. V. Kitaevskaya, Ph.D., assistant professor. Dep technology of food products of the Institute of Food Production and Biotechnology KNRTU, kitaevskayas@mail.ru.
