CC BY
62
536.6:664.641
ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИР УЮЩЕЙ МИКРОКАЛОРИМЕТРИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СООТНОШЕНИЯ РЖАНОЙ И ПШЕНИЧНОЙ МУКИ И ВЛАЖНОСТИ ТЕСТА В ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРОЖЕННЫХПОЛУФАБРИКА ТОВ
Н.В. ЛАБУТИНА, А.Б. СВЕШНИКОВ, О.А. СУВОРОВ
Московский государственный университет пищевых производств
Анализ литературы свидетельствует о недостаточности как научно-практических разработок в области производства ржано-пшеничного хлеба из замороженных полуфабрикатов, так и научных исследований по совершенствованию технологии их приготовления [1-3].
С целью совершенствования этой технологии определяли оптимальную влажность теста для приготовления замороженных полуфабрикатов на основании данных, зарегистрированных методом дифференциальной сканирующей микрокалориметрии (ДСМ), и влияние соотношения ржаной обдирной и пшеничной муки первого сорта (Р/П) в замороженных тестовых полуфабрикатах на показатели качества хлеба.
Для проведения исследований использовали ржаную обдирную и пшеничную муку 1-го сорта, соль поваренную пищевую, дрожжи прессованные, густую ржаную закваску влажностью 50%. Все сырье по своим характеристикам соответствовало ГОСТ и техническим условиям.
Для определения влияния Р/П на показатели качества хлеба, приготовленного из замороженных полуфабрикатов, готовили тесто на густой ржаной закваске по рецептуре, представленной в табл. 1. Соотношение ржаной обдирной и пшеничной муки 1-го сорта в смеси составляло 50 : 50; 60 : 40; 70 : 30 и 80 : 20. При выполнении данных исследований тесто готовили влажностью 48,5%.
Таблица І
Ингредиент Количество вносимого ингредиента, кг, при Р/П
50 : 50 60 : 40 70 : 30 80 : 20
Закваска густая 56
Мука ржаная обдирная 22 32 42 52
Мука пшеничная 1-го сорта 50 40 30 20
Дрожжи прессованные 1
Соль поваренная пищевая 1,4
Вода По расчету, исходя из влажности теста
Тесто замешивали в лабораторной тестомесильной машине в течение 7-10 мин. Соль вносили в виде солевого раствора, дрожжи в виде дрожжевой суспензии.
Исследуемые образцы теста делили и формовали в тестовые заготовки массой по 100 г. Минуя стадию брожения, тестовые заготовки упаковывали в поливиниловую пленку и замораживали в морозильной камере при -25.. ,-27°С до температуры в центре заготовки -18...-20°С. Хранение заготовок осуществляли при -25°С в течение 3 недель. Дефростацию замороженных тестовых полуфабрикатов проводили до полного размораживания при температуре помещения до температуры в центре тестовой заготовки 20-22°С. После размораживания из теста формовали тестовые заготовки массой 0,4 кг, которые помещали в расстойный шкаф с температурой 38-40 °С и относительной влажностью воздуха 70-75%. Готовность тестовых заготовок к выпечке определяли органолептически. Выпечку образцов осуществляли в лабораторной печи Winkler wachtel при температуре 230-240°С в течение 40 мин. Анализ качества хлеба проводили через 18-20 ч после выпечки.
Для объяснения теплофизических процессов, происходящих при замораживании и размораживании тестовых заготовок, определяли температуру начала замораживания Тнач, размораживания Ткон и энтальпию пика Нп [2, 4, 5].
На первом этапе исследований определяли оптимальную влажность теста при оптимальным Р/П в смеси 60 : 40 [6]. Полученные результаты приведены в табл. 2.
Значения влажности теста для приготовления ржано-пшеничных полуфабрикатов были выбраны с таким расчетом, чтобы максимально выявить влияние этого параметра на их теплофизические характеристики (ТФХ).
Тесто готовили при Р/П 60 : 40 на густой ржаной закваске в соответствии с рецептурой, приведенной в табл. 1. Влажность теста составляла 46,5; 47,5; 48,5; 49,5 и 50,5% (соответственно образцы 1-5).
На основании данных, зарегистрированных мето -дом ДСМ, были получены термограммы образцов теста при замораживании и размораживании, на которых отмечены пики, свидетельствующие о фазовых переходах влаги в определенных температурных интервалах.
Таблица 2
Образец Тнач/Т °С кон ^ Нп, mW
Заморажива- ние Дефростация Заморажива- ние Дефростация
1 -17,0/-25,0 -28,6/-2,7 3,39 -4,35
2 -17,4/-24,9 -15,1/-4,6 7,21 -5,36
3 -17,8/-23,9 -15,9/-4,5 3,54 -3,83
4 -17,8/-23,8 -6,2/-1,0 14,78 -22,81
5 -16,1/-23,6 -29,0/-2,2 25,83 -12,69
30
5^ 25
20
15
"> 10 | — 2
см 1 0 со 1 5 -10 0 10 20 30 40
-5 ^3
Полученные результаты свидетельствуют, что влажность теста влияет на изменение Тнач и Ткон термографических пиков при замораживании и размораживании.
При замораживании (рис. 1) образцов теста от 30°С до -30°С Тнач и Ткон пика изменялись незначительно, что позволяет предположить хорошую устойчивость к замораживанию всех исследуемых образцов.
Анализ данных, представленных на термограммах, показал, что Тнач пика при размораживании (рис. 2) была минимальна у образца 4 и составляла -6,2°С. Этот показатель сначала повышался от -28,6°С у образца 1 до -6,2°С у образца 4, а затем резко снижался до -29°С у образца 5. При дефростации Ткон пика изменялась незначительно у всех образцов.
Известно, что образец в меньшей степени подвергается повреждению структуры при минимальной продолжительности замораживания. Важно, чтобы период кристаллообразования был пройден быстро [2].
Наименьшим периодом максимального кристаллообразования характеризовались образцы 3 и 4, также как и наименьшим периодом восстановления структуры теста, поврежденной при замораживании.
При оценке динамики процесса замораживания и размораживания ржано-пшеничных полуфабрикатов, приготовленных из теста различной влажности, проводили исследования изменения термодинамических характеристик, которые позволяют с высокой точностью
Нп, т\Л/
Т, °С
Рис. 2
определить фазовые изменения влаги в тесте, сопровождающиеся выделением и поглощением теплоты.
Исследования показали, что влажность теста влияла на величину энтальпии пика (рис. 3). При замораживании ржано-пшеничных полуфабрикатов величина Нп была минимальна у образца 3 и составляла 3,54 ш¥. Затем она резко увеличивалась до 25,83 mW у образца 5.
На термографическом пике при размораживании образцов ржано-пшеничного теста величина Нп также минимальна у образца 3 (-3,83 mW). У образцов 4 и 5 Нп была максимальной и составляла -22,81 и -12,69 mW, соответственно.
Минимальным количеством требуемой отводимой тепловой энергии для замораживания проб и требуемой подводимой тепловой энергии для восстановления структуры замороженных полуфабрикатов характеризовался образец 3, т. е. его состояние наиболее близко к термодинамическому равновесию системы [3-5].
Т, °С
Рис. 1
46,50 47,50 48,50 49,50
Влажность теста, %
Рис. 3
50,50
Таблица 3
Показатель Качество хлеба, приготовленного при Р/П
60 : 40 70 : 30 50 : 50 80 : 20
Внешний вид: форма Соответствующая хлебной форме, в которой производилась выпечка
поверхность Без подрывов и трещин С подрывами Без подрывов и трещин С подрывами
цвет корки Состояние мякиша: пропеченность
пористость
промес
Вкус
Запах
Коричневый
Пропеченный
Толстостенная, равномерная
Толстостенная, неравномерная средняя и мелкая
крупная
Без комочков и следов непромеса Свойственный данному виду изделий, без постороннего вкуса Свойственный данному виду изделий, без постороннего запаха
Влажность теста значительно влияет на величину Нп, сопоставление значений которой для ржано-пшеничного теста позволило выявить следующие закономерности.
Энергия, затрачиваемая на фазовые переходы влаги в тесте при замораживании и размораживании минимальна у образца 3: -8,81 и 2,74 Дж/г. Максималь -ные значения Нп наблюдались у образца 5 и составляли соответственно -42,99 и 52,56 Дж/г.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что влажность ржано-пшеничного теста 48,5% оптимальна для производства хлеба из замороженных полуфабрикатов, так как характеризуется минимальным периодом максимального кристаллообразования при замораживании; минимальным периодом восстановления структуры теста, поврежденной при замораживании; минимальным количеством требуемой отводимой тепловой энергии для замораживания и подводимой тепловой энергии для восстановления структуры замороженного теста; минимальным количеством энергии, затрачиваемой на фазовые переходы влаги при замораживании и размораживании.
На следующем этапе исследований проводили изучение влияния Р/П в замороженных тестовых полуфабрикатах на показатели качества готового хлеба.
Тесто готовили по рецептуре, приведенной в табл.
1, при оптимальной влажности теста 48,5%.
Органолептические показатели качества хлеба представлены в табл. 3. Анализ полученных данных свидетельствует о влиянии Р/П в рецептуре замороженных тестовых полуфабрикатах на органолептические показатели качества готового хлеба. Хлеб, приготовленный на основе замороженных тестовых заготовок с Р/П 60 : 40 и 50 : 50, обладал лучшим ароматом и
Физико-химические показатели качества (табл. 4) ржано-пшеничного хлеба, приготовленного из замороженных тестовых заготовок, также различались в зависимости от Р/П.
Пористость была выше у проб хлеба, приготовленных из полуфабрикатов с Р/П 60 : 40. Объем образцов, приготовленных из полуфабрикатов с Р/П 60 : 40, выше на 4,0%, чем у образцов с соотношением 80 : 20 и 50 : 50, и на 7,0%, чем у образцов с Р/П 70 : 30. Следовательно, замораживание не оказывало отрицательного влияния на физико-химические показатели готового хлеба.
ВЫВОДЫ
1. Установлены закономерности тепло- и массооб-мена, происходящего при замораживании ржано-пшеничных тестовых заготовок. Показано, что основным критерием оценки свойств полуфабрикатов являются их ТФХ.
2. При помощи метода ДСМ установлено, что для формирования оптимальной криотропной структуры ржано-пшеничных полуфабрикатов и получения хлеба наилучшего качества соотношение Р/П в рецептуре должно составлять 60 : 40, а влажность теста 48,5%.
3. Полученные результаты позволяют разработать научно-практические рекомендации для совершенствования технологии производства хлеба из замороженных ржано-пшеничных полуфабрикатов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. - 9 изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. Л.И. Пучковой. - СПб:
вкусовыми качествами. Профессия, 2002. - 416 с. Таблица
Р/П Объем, см3 Масса холодного хлеба, г Удельный объем, см3 /г Кислотность, град Пористость, % Влажность, % Деформация мм
общ. пласт. упруг.
60 : 40 780 365 2,1 6,6 60 48,2 7,0 4,1 2,9
80 : 20 750 310 2,4 7,0 57 48,6 8,4 5,4 3,0
70 : 30 730 317 2,4 6,8 58 48,4 8,8 5,3 3,5
50 : 50 750 354 2,1 6,4 58 48,4 6,9 3,0 3,9
2. Лабутина Н.В. Технология производства хлебобулочных изделий из замороженных полуфабрикатов. - Смоленск: Уни -версум, 2004. - 236 с.
3. Молькова И.Е., Лабутина Н.В., Черных В.Я. Влияние влажности на свойства теста при замораживании и качество ржано-пшеничного хлеба // Хлебопечение России. - 1999. - № 4. -С. 23-24.
4. Берштейн В.А., Егоров В.М. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров. - Л.: Химия, 1990. - 250 с.
5. Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Тепло -физические характеристики пищевых продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 288 с.
6. Лабутина Н.В., Свешников А .Б., Суворов О.А. Использование дифференциальной сканирующей микрокалориметрии при оптимизации соотношения ржаной и пшеничной муки в техно -логии замороженных полуфабрикатов // Изв. вузов. Пищевая техно -логия. - 2006. - №. 1. - С. 108.
Поступила 21.09.05 г.
635.652:539.2/.3
СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕРНОВОЙ ФАСОЛИ
ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ
Н.Г. КОЛЕСНИКОВА, Н.Т. ШАМКОВА, Г.М. ЗАЙКО
Кубанский государственный технологический университет
Зерновая фасоль является ценным в пищевом отношении сырьем благодаря высокому содержанию белка, пищевых волокон, витаминов и минеральных веществ. Определенным препятствием для более широкого ее применения в общественном питании является длительный технологический процесс приготовления. Традиционный способ тепловой обработки фасоли состоит из предварительного замачивания (ЗМ) зерновок в течение 6-8 ч и варки до готовности при непрерывном кипении.
Для сокращения длительности приготовления зерновой фасоли без ухудшения качественных показателей нами усовершенствован способ ее тепловой обработки. Суть технологии заключается в том, что варку фасоли проводят в два этапа: первый - однократная варка в течение 3-5 мин с заменой варочной среды на холодную воду, второй - доведение до готовности при непрерывном кипении с одно-, двукратным удалением 25-40% варочной среды и добавлением такого же количества холодной воды. Такая варка названа ступенчатой.
Цель данной работы - изучение динамики структурно-механических характеристик зерновой фасоли при ее тепловой обработке традиционным и усовершенствованным способами.
Исследование проводили на электронном структу-рометре в режиме № 2 - определение прочностных свойств при изгибе и резании. Особенностью конструкции данного прибора является размещение исследуемого образца на специальном опорном устройстве, выполненном в виде стальных опор с меняющимся расстоянием между ними, в качестве сменного инструмента используется стальная пластина-нож [1, 2]. Зерна фасоли сортов Г орналь, Баллада и Мечта хозяйки варили в течение 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 мин. В качестве входных параметров задавали усилие касания Е0 0,5 Н и скорость перемещения столика V 100 мм/мин.
Определяемой характеристикой являлся предел прочности - напряжение, при котором наблюдается разрушение или происходит излом. Для зерновой фа-
соли этот параметр свидетельствует о кулинарной готовности и характеризует скорость процесса тепловой обработки продукта.
В процессе измерений происходит изгиб пробы цилиндрической формы, лежащей на двух опорах, поэтому напряжение оизг, Па, определяли по формуле [3]
°изг _ 41^’
где Е - усилие, Н; I - расстояние между опорами, м; Ш- момент сопротивления поперечного сечения пробы, м3.
Величина Ш зависит от размера и формы поперечного сечения пробы, для круглого сечения Ш » 0,1В3, где В - диаметр пробы, м.
В ходе обработки результатов учитывалось, что геометрические размеры, влажность и момент сопротивления, возникающий при изломе зерен, изменяются в зависимости от сорта и продолжительности тепловой обработки. Параметры изменения влажности и момента сопротивления приведены в табл. 1 и 2 соответственно.
Таблица 1
Продолжительность тепловой обработки, мин Влажность, %
Г орналь Ме чта хозяйки Баллада
0 14,81 15,75 14,19
После замачивания 53,23/- 43,75/- 48,85/-
5 53,75/32,00 58,09/38,64 57,59/34,15
10 56,38/38,57 60,53/41,84 58,03/38,30
20 60,71/56,41 63,08/57,59 59,01/57,30
30 64,52/60,98 65,93/58,00 62,42/58,93
40 67,68/62,83 71,17/58,02 63,50/59,09
50 70,08/63,00 71,21/58,79 65,52/61,51
60 77,61/64,04 74,46/58,86 66,67/63,87
70 78,15/72,53 74,64/62,91 68,22/65,22
80 -/- 75,00/66,92 69,27/66,43
Примечание: числитель - традиционный способ варки, знамена -
те ль - ступенчатая вар ка.
При традиционной обработке влажность зерен увеличивается для сортов Г орналь, Мечта хозяйки и Баллада на 62,80, 59,25 и 55,09%. При этом скорость поглощения влаги зависит от сорта и размеров зерен. Так,
