CC BY
59
УДК 664.6/. 7
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА ПУТЕМ ОБРАБОТКИ МУКИ ИНФРАКРАСНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
А.Н. САПОЖНИКОВ, младший научный сотрудник С.К. ВОЛОНЧУК, кандидат технических наук, заведующий лабораторией
Л.П. ШОРНИКОВА, старший научный сотрудник Сибирский НИПТИ переработки сельскохозяйственной продукции
E-mail: sibniptip@sibniptip.sorashn.ru
Резюме. В работе представлены результаты по определению показателей качества и микробной загрязненности свежесмолотой пшеничной муки, обработанной инфракрасным излучением.
Показано положительное влияние улучшения качества пшеничной муки в результате воздействия на неё обработки инфракрасным излучением на органолептические, физико-химические и микробиологические показатели хлеба.
Ключевые слова: мука, инфракрасное излучение, параметры, содержание клейковины, качество клейковины, микробная обсемененность, хлебопекарные свойства.
Один из важнейших факторов, определяющих качество хлеба, — свойства исходного сырья для его производства. В последние годы во многих регионах России наблюдается значительное ухудшение товарного качества зерна пшеницы [1]. Кроме того, оно часто бывает заражено микроорганизма-
ми различных групп. По этой и другим причинам сегодня в нашей стране вырабатывается значительное количество муки с пониженными хлебопекарными свойствами и повышенной микробной загрязнённостью. Хлеб из такого сырья, будет характеризоваться низкими показателями качества, подвержен плесневению и заболеванию картофельной болезнью.
В связи с этим очень актуальна разработка экологически безопасного способа повышения качества пшеничного хлеба путем предварительной обработки муки, использование которого обеспечит улучшение ее хлебопекарных свойств и снижение микробной загрязненности. Таким критериям, по нашему мнению, отвечает обработка муки инфракрасным (ИК) излучением. Известно, что оно обладает способностью улучшать хлебо-
пекарные свойства муки [2], а также снижать микробную загрязненность других продуктов (овощей, фруктов и др.) [3].
Сейчас в СибНИПТИП изучается воздействие ИК-излучения на пшеничную муку. Цель работы
— разработка технологического процесса ИК-об-работки пшеничной муки для улучшения ее хлебопекарных свойств и снижения микробной загрязненности.
Условия, материалы и методы. Объект исследований — пшеничная мука I сорта. Эксперименты проводили по плану полного факторного эксперимента на трех уровнях типа З3 (табл. 1) на лабораторной установке. В качестве источника излучения использовали инфракрасные лампы КГТ-220-1000. Обработку проводили в переменном режиме работы излучателей «вспышка-отлежка». Для контроля использовали свежемолотую муку.
Все изучаемые показатели качества муки (массовая доля клейковины, качество клейковины по прибору ИДК, содержание сухого протеина, число падения) и ее микробную обсемененность определенными группами микроорганизмов (бактерии р. Bacillus, МАФАнМ плесневые грибы) определяли по стандартным методикам с использованием соответствующей приборной базы. Результаты исследований обрабатывали методом множественного регрессионного анализа.
Изменение хлебопекарных свойств муки прове-
рялось путем оценки качества хлеба, выпеченного из обработанной муки по ГОСТ 27669-88. Органолептические и физико-химические показатели определяли по ГОСТ 27669-88 и ГОСТ 28808-90. Хлеб также проверяли на заболеваемость картофельной болезнью согласно СанПиН 2.3.2.1078-01.
Результаты и обсуждение. В ходе исследований были получены следующие регрессионные уравнения:
Кл = 33,39 + 0,20Е - 0,01аЕ (1)
К =113,65- 7, ЗЗЕ - 0,07аЕ +
+ 0, Мат - О,1Ег+ О,4Е2 (2)
П = 10,33 - 0,45а + О, ЗЗЕ -
- 0,018аЕ + 0,04а2 (3)
Ч = 939,88 - 13,45а - 93,56Е +
+ 0,94а2 +3,93Е2 (4)
ТУ, = 1046,46 - 38,64а - 139,52Е +
Таблица 1. Значение уровней изучаемых факторов
Обозначение Наименование фактора Уровень
нижний основной верхний
-1 0 +1
Xi(a) Толщина слоя муки, мм 4 7 10
Х2(Е) Плотность потока ИК-излучения, кВт/м2 9 12 15
Хз(г) Экспозиция ИК-излучения, с 3 7 11
62
Достижения науки и техники АПК, №11 -2008
+ 2,89аЕ +4,63Е2 (5)
N2 = 8,83 + 2,79т - 0,15Ет (6)
N3 = -66,79 + 8,45а + 9,65Е-- 0,62а2 - 0,44В2 (7)
где Кл — содержание сырой клейковины, %; К
— качество клейковины, ед. прибора ИДК; П— содержание сухого протеина, %\Ч— число падения, с; Nj — обсеменённость бактериями p. Bacillus, КОЕ/г; N2— обсеменённость плесневыми грибами, КОЕ/г; N3 — обсеменённость МАФАнМ (мезофиль-ные аэробные и факультативные анаэробные микроорганизмы), КОЕ/г.
Анализ уравнений (1)...(4) показал, что на качество муки в основном воздействуют два фактора — толщина слоя муки и плотность потока ИК-излучения. Экспозиция влияет только на качество клейковины, ее рациональное значение составляет 5... 11 с. Самое высокое содержание сырой клейковины и сухого протеина отмечено при толщине слоя 4...7 мм и плотности потока 9... 12 кВт/м2. Наибольшее улучшение качества клейковины происходит при толщине слоя 4...7 мм и плотности потока 12 кВт/м2. Полученные результаты (табл. 2) свидетельствуют об увеличении силы
муки благодаря улучшению реологических свойств клейковины и повышению сохранности клейковинных белков. При этом клейковина муки согласно ГОСТ 27839-88 переходит из 2-й группы качества (82,5 ед. прибора ИДК) в 1-ю (75 ед. прибора ИДК).
При толщине слоя 7 мм и плотности потока 12 кВт/м2 в обработанном сырье сильнее всего снижается число падения. Это свидетельствует об увеличении активности амилолитических ферментов и повышении газообразующей способности, что также благоприятно сказывается на хлебопекарных свойствах муки [4].
Анализ уравнений (5)...(7) показал неоднозначное воздействие параметров ИК-облучения на различные группы микроорганизмов. При этом на бактерии р.ВасШш сильнее всего влияют толщина
слоя и плотность потока, на плесневые грибы — экспозиция и плотность потока. Наибольшее снижение обсемененности муки бактериями p. Bacillus наблюдается при толщине слоя 4...5 или 9... 11 мм, плесневыми грибами — 8... 10 мм, КМАФАнМ — 4 или 10 мм. Оптимальная плотность потока для подавления бактерий p. Bacillus и плесневых грибов — 12...15 кВт/м2, для КМАФАнМ — 15 кВт/м2. Сильнее всего обсемененность бактериями р. Bacillus и плесневыми грибами уменьшалась при экспозиции 3 с, МАФАнМ — 3...11 с. По всей видимости, такие различия связаны с биологическими особенностями микроорганизмов. Низкие значения экспозиции вероятно указывают на то, что при более коротком по времени режиме «вспыш-ка-отлежка» микроорганизмам сложнее вернуться в исходное состояние из-за высокой частоты воздействия, что ускоряет их гибель [5].
Установлено, что при использовании обработанной муки температура теста при замесе заметно повышалась. Это связано с потерей влаги при ее ИК-облучении и, как следствие, возрастанием теплоты гидратации при замесе теста. Брожение также проходило интенсивнее. Выбродившее тесто отличалось
большей эластичностью, было более «воздушным».
Образцы хлеба, выпеченного из обработанной по рациональным вариантам муки, имели гладкую поверхность корки, плотноратый равномерно окрашенный мякиш белого цвета с хорошей эластичностью и низкой крошко-ватостью, развитую структуру пористости с порами мелкой и средней величины. Вкус и запах выпеченных образцов были свойственны пшеничному хлебу и более выражены, по сравнению с контролем, комкуемость при разжевывании отсутствовала (табл. 3).
Установлено, что рациональные параметры ИК-обработки муки, при котором показатели качества хлеба улучшаются больше всего — толщина слоя 7 мм, плотность потока излучения 12 кВт/м2, экспозиция 7 с. Объемный выход формового хлеба и формоустойчивость подового хлеба, а также органолептические показатели качества хлеба из муки, обработанной при таких параметрах были выше, чем у образцов хлеба из свежесмолотой и естественно созревшей муки. При этом во всех образцах влажность, пористость и кислотность мякиша находились в пределах стандартной нормы.
При исследовании хлеба на заболеваемость картофельной болезнью установлено, что в образцах из
Таблица 2. Показатели качества муки
Показатель Свежесмолотая мука Мука, обработанная по рациональным вариантам
а = 4 мм, Е = 12 кВт/*/? т=7 с а- 7 мм, Е = 12 кВт/м2 i=7 с а = 10 мм, Е= 12 кВт/м2 т= 3 с
Показатели качества
Влажность, % 13,4 2,7 4,4 6,2
Содержание сырой клейковины, % 31,0 34,74 35,6 32,6
Качество сырой клейковины, уел. ед.
прибора ИДК 82,5 72,5 75 75
Содержание сухого протеина, % 11,0 12,0 11,9 11,1
Число падения, с 388 354,5 314,5 342
Микробная обсемененность
Бактерии p. Bacillus, 10 КОЕ/г 34,3 0,94 6,9 2,8
КМАФАнМ, 105 КОЕ/г 3,3 9,61 11,81 8,1
Плесневые грибы, 102 КОЕ/г 75,9 18,3 9,5 0,55
Достижения науки и техники АПК, №11-2008
63
Таблица 3. Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели качества хлеба
Естествен- Мука, обработанная по рациональным вариантам
Наименование Свежесмоло- а = 4 мм, а = 7 мм, а = 10 мм,
тая мука но созревшая мука Е = 12 кВт/м1 Е = 12 кВт/м2 Е = 12 кВт/м2
т=7 с ■с-7 с т= 3 с
Органолептические показатели
Форма неправильная правильная
Поверхность корки гладкая с трещинами неровная с трещинами неровная гладкая гладкая
Цвет корки светло-коричневая
Цвет мякиша серый белый
Равномерность окра- равномерная
ски мякиша
Эластичность мякиша средняя хорошая
Пористость мякиша средняя, неравномерная, толстостенная мелкая, равно- средняя, равно-
мерная, средняя мерная, толсто-
по толщине стенок стенная
Липкость мякиша отсутствует
Вкус нормальный, свойственный хлебу
Хруст отсутствует
Комкуемость при есть отсутствует
разжевывании
Крошковатость крошащийся некрошащийся
Физико-химические показатели
Объемный выход 322,8 356,3 354,3 365,6 282,3
Формоустойчивость подового хлеба 0,54 0,56 0,56 0,63 0,5
Влажность мякиша 42,2 43,1 42,9 41,0 42,0
Кислотность мякиша 2,6 2,5 2,6 2,5 2,5
Пористость мякиша 76,5 75,6 71,2 76,2 78,0
Микробиологические показатели
Заболеваемость кар- да Да нет нет нет
тофельной болезнью
в течение 24 ч
свежесмолотой и естественно созревшей муки она проявилась в течение 24 ч. В хлебе из муки, обработанной по рациональным вариантам болезнь в течение 24 и 36 ч не проявилась.
На разработанный способ обработки муки получен Патент РФ №2322084.
На основе полученных рациональных параметров технологического процесса разработаны специализированные установки для ИК-обработки муки периодического действия различной мощности.
Ввиду того, что сегодня производители хлеба сами регулируют качество поступающей на хлебопекарные предприятия муки, то предложенную технологию ИК-обработки можно рекомендовать для предприятий малой и средней мощности.
Возможно также применение ИК-обработки муки на мукомольных предприятиях, поскольку в этой отрасли начинает практиковаться переход к улучшению хлебопекарных свойств муки на стадии ее помола [1].
Литература.
1. Ленков Д. Звенья единой цепочки: семена — зерно — мука — хлеб/Д. Ленков // Хлебопродукты. — 2007. — №1. — С. 68—69.
2. Исакова Э.А. Использование инфракрасного излучения для улучшения хлебопекарных свойств зерна и муки : автореф. дис. ... канд. техн. наук. / Э.А. Исакова. — Киев, 1961. — 21 с.
3. Косторной В.Ф. Микробная и химическая безопасность получения ИК-сушкой растительных продуктов / В. Ф. Косторной, С.К. Волончук, Л.П. Шорткова // Вестник РАСХН. — 2001. — №3. — С. 82-85.
4. Мелешкина Е.П. Связь числа падения со свойствами углеводно-амилазного комплекса муки / Е.П. Мелешкина //Хлебопродукты. — 2005,- №9. -С. 28-31.
5. Артиков АЛ. Электрофизические методы воздействия на пищевые продукты./АЛ. Артиков, А.М. Останенков, Х.М. Курбанов. — Ташкент :АНРУз, 1992. — 110 с.
6. Пермиловская З.В. Болезни хлеба и методы их предупреждения. / З.В. Пермиловасая. — Киев : ИПКГосагропрома УССР, 1987—23 с.
WHEAT BREAD QUALITY IMPROVING BY INFRARED IRRADIATION OF FLOUR A.N. Sapozhnikov, S.K. Volonchuk, L.P. Shornikova
Summary. In the article the results of researching of quality indices and microbial contamination of fresh-milled wheat flour irradiated by infrared rays are described.
The wheat flour infrared irradiation has a positive influence on organoleptic, physic-chemical and microbiological indices of bread.
Key words: flour, infrared radiation, parameters, gluten content, gluten quality, microbial population, baking quality. 64 ------------------------------------------------------ Достижения науки и техники АПК, №11 -2008
