CC BY
30
УДК 664.66:546.212:534(045) ро|: 10.24411/0235-2486-2019-10161
Влияние акустически активированной воды на свойства хлебобулочных изделий
В. А. Романова*; Д.А. Помогова; И.А. Кирш, д-р хим. наук; О.В. Безнаева, канд. техн. наук; О. А. Банникова, канд. техн. наук; И.С. Тверитникова; М.Н. Новиков
Московский государственный университет пищевых производств
Дата поступления в редакцию 08.07.2019 * bwal1307@rambler.ru
Дата принятия в печать 31.10.2019 © Романова В.А., Помогова Д.А., Кирш И.А., Безнаева О. В., Банникова О.А., Тверитникова И. С., Новиков М.Н., 2019
Реферат
Качество хлеба определяется совокупностью характеристик, обуславливающих потребительские свойства и обеспечивающих его безопасность для человека. Оно зависит прежде всего от качества и микробиологической чистоты используемого сырья, а также от соблюдения технологических режимов. Вода - не только основной вид сырья. Она определяет течение коллоидных, биохимических и микробиологических процессов в полуфабрикатах для хлебопечения, влияя на их свойства, ход технологии производства и в конечном итоге на качество хлебобулочных изделий. Применение специализированной водоподготовки в технологии изготовления хлебобулочных изделий - актуальная задача, так как она может способствовать повышению качества продукции без использования пищевых добавок, улучшителей. Цель работы - определение влияния воды, обработанной акустической кавитацией, с разными сроками хранения на свойства полуфабрикатов, качество хлебобулочных изделий. Один из перспективных способов и в технологическом, и в экономическом плане - акустическая кавитация, применение которой в пищевой промышленности до настоящего времени мало исследовано. Энергия акустической кавитации дробит зерна крахмала у мучной суспензии, осуществляет частичную изотермическую клейстеризацию крахмала, а также гидролизует амилозу и амилопектин крахмала с образованием растворимых сахаров. В данном исследовании приведены результаты влияния воды, обработанной акустической кавитацией, на качество хлебобулочных изделий. Проведенные исследования показали эффективность технологии приготовления хлебопекарного теста на кавитационно активированной воде, сопровождающейся структуризацией белков клейковины, она оказывает благотворное воздействие на удержание влаги в микроструктуре, позволяет увеличить удельный объем хлеба, повысить его эластичность, замедлить очерствение и сократить использование хлебопекарных улучшителей. Таким образом, обработанная вода способствует улучшению качества хлебобулочных изделий.
Ключевые слова
акустическая кавитация, вода, хлебобулочные изделия, ультразвук, сонохимия, эталонный хлеб, водный и солевой растворы Для цитирования
Романова В.А., Помогова Д.А., Кирш И.А., Безнаева О.В., Банникова О.А., Тверитникова И.С., Новиков М.Н. (2019) Влияние акустически активированной воды на свойства хлебобулочных изделий // Пищевая промышленность. 2019. № 10. С. 65-67.
Effect of acoustically activated water on the properties of bakery products
V. A. Romanova*; D.A. Pomogova; I.A. Kirsch, Doctor of Technical Sciences; O. V. Beznaeva, Candidate of Technical Sciences; O. A. Bannikova, Candidate of Technical Sciences; I.S. Tveritnikova; M.N. Novikov
Moscow State University оf Food Production
Received: July 8, 2019 * bwal1307@rambler.ru
Accepted: October 31, 2019 © Romanova V.A., Pomogova D.A., Kirsch I.A., Beznaeva O.V., Bannikova O.A., Tveritnikova I.S., Novikov M.N., 2019
Abstract
The quality of bread is determined by a set of characteristics that determine consumer properties and ensure its safety for humans. It depends primarily on the quality and microbiological purity of the raw materials used, as well as compliance with technological regimes. Water is not only the main raw material. It determines the course of colloidal, biochemical and microbiological processes in semi-finished products for baking, affecting their properties, the course of production technology and, ultimately, the quality of bakery products. The use of specialized water treatment in the technology of making bakery products is an urgent task, as it can improve the quality of products without the use of food additives, improvers. The purpose of the work is to determine the effect of water treated with acoustic cavitation, with different storage times on the properties of semi-finished products, the quality of bakery products. One of the most promising methods both in technological and economic terms is acoustic cavitation, the use of which in the food industry has so far been little studied. The energy of acoustic cavitation crushes starch grains in flour suspension, carries out partial isothermal gelatinization of starch, and hydrolyzes amylose and starch amylopectin to form soluble sugars. This study presents the results of the influence of water treated with acoustic cavitation on the quality of bakery products. The studies have shown the effectiveness of the technology of preparation of baking dough on cavitation-activated water, accompanied by the structuring of gluten proteins, has a beneficial effect on the retention of moisture in the microstructure; it allows to increase the specific volume of bread, increase its elasticity, slow down the hardening and reduce the use of baking improvers. Thus, the treated water helps to improve the quality of bakery products.
Key words
acoustic cavitation, water, bakery products. ultrasound, sonochemistry, reference bread, aqueous and salt solutions For citation
Romanova V.A., Pomogova D.A., Kirsch I.A., Beznaeva O.V., Bannikova O.A., Tveritnikova I.S., Novikov M.N. (2019) Effect of acoustically activated water on the properties of bakery products // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2019. № 10. P. 65-67.
СЫРЬЕ И ДОБАВКИ
Введение. Важная задача, стоящая перед пищевой промышленностью, в том числе хлебопекарной отраслью, -выпуск высококачественной продукции. Качество хлеба определяется совокупностью характеристик, обуславливающих потребительские свойства и обеспечивающих его безопасность для человека. Оно зависит прежде всего от качества и микробиологической чистоты используемого сырья, а также от соблюдения технологических режимов.
Вода - не только основной вид сырья. Она определяет течение коллоидных, биохимических и микробиологических процессов в полуфабрикатах для хлебопечения, влияя на их свойства, ход технологии производства и в конечном итоге на качество хлебобулочных изделий. Применение специализированной водоподготовки в технологии изготовления хлебобулочных изделий - актуальная задача, так как может способствовать повышению качества продукции без использования пищевых добавок-улучшителей. Известны различные способы подготовки воды, основанные на химических и физических методах воздействия на нее. Они позволяют не только проводить доочистку воды, но и посредством изменения ее свойств влиять на качество сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, а также на ход технологического процесса. Среди физических методов - дегазация воды, электрохимическая активация, акустическая кавитация, плазмохимиче-ская активация и др. [1-4].
Один из перспективных способов и в технологическом, и в экономическом плане - акустическая кавитация, применение которой в пищевой промышленности до настоящего времени мало исследовано [5]. На кафедре «Технология переработки зерна, хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств» Московского государственного университета технологий и управления им. К.Г. Разумовского проводили исследования влияния воды, обработанной акустической кавитацией, на качество хлебобулочных изделий.
Цель исследования. В данном исследовании определяли влияние акустически активированной воды на черствение и плесневение хлебобулочных изделий.
Результаты исследования. Рецептура хлебобулочных изделий включала муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта (100%), дрожжи хлебопекарные (2,5 %), соль поваренную пищевую
(1,5%), воду (по расчету). Изучали образцы теста и хлебобулочных изделий, приготовленных с использованием водопроводной воды, акустически активированной, при мощности 55% и контрольной (без данной обработки).
В качестве акустического источника упругих колебаний применен реактор ка-витационный ультразвуковой (РКУ) (Сертификат соответствия С - К11 - ТМ05. В. 00020 ТР 1002178) с пьезокерамическим преобразователем (см. рисунок), производитель - ООО «ПрофиРест-Консалт». Производительность установки составляет 0,36 м3/ч, что полностью удовлетворяет промышленные потребности предприятий с небольшими объемами переработки. Реализуемый установкой метод обработки основан на использовании явления акустической кавитации, которое порождается упругими гармоническими колебаниями ультразвукового диапазона частоты, распространяемыми в жидкости источником ультразвука.
Хлеб изготовляли в соответствии с методом проведения пробной лабораторной выпечки. Тесто замешивали в течение 5 мин. Начальная его температура - 28...30 °С, продолжительность
ш
Щ \ Кавитационныи Щ ) ультразвуковой Н/ реактор Н> с пьезокерамическим преобразователем
брожения - 90 мин. При брожении тесто однократно обминали через 1 ч после начала данного процесса. Тестовые заготовки разделывали (масса 180 г), помещали на подики в шкафу окончательной расстойки, которую осуществляли при 37 °С и относительной влажности воздуха 74-75% до готовности, в течение 40-43 мин. После расстойки тестовые заготовки выпекали в печи при 220 °С в течение 23-25 мин.
По каждому образцу проводилась оценка следующих отдельных показателей качества хлеба: вкуса, аромата (запаха), твердости (мягкости). В результате было установлено, что поверхность всех образцов была ровная, без крупных трещин, цвет светло-желтый, мякиш пропеченный, не влажный на ощупь, без комочков и следов непромеса, без пустот и уплотнений, без посторонних привкусов и запахов.
Исследование параметра «черствение хлеба» проводили следующим образом: исследуемые образцы заворачивали в бумагу и помещали в термостат при температуре 27 °С для наблюдения в течение недели. Затем производилась дифференцированная балльная органо-лептическая оценка черствости хлеба. По показателю «черствение хлеба» ставилась балльная оценка, исходя из того, что балл 5 соответствует очень свежему хлебу, 4 - свежему хлебу, 3 - умеренно черствому хлебу, 2 - черствому и 1 -очень черствому.
Для определения критерия «плесневе-ние хлеба» необходимо было провести подготовку образцов. После выпечки хлеб вынимали из форм, перекладывали на деревянные доски и охлаждали
Результаты исследования образцов хлеба
Образец День исследования Определение чер-ствения хлебобулочных изделий Определение плесневения хлебобулочных изделий
№1. Эталонный хлеб (контроль) 3-и сутки 5-е сутки 7-е сутки 3 1 1 Выявлена 1 колония плесневых грибов на поверхности Поверхность образца почти полностью покрыта плесневыми грибами Поверхность образца полностью покрыта плесневыми грибами
№2. Хлеб, приготовленный на основе кавитационно активированной воды 3-и сутки 5-е сутки 7-е сутки 3 2 1 Нет видимых очагов плесени Выявлено 3 колонии плесневых грибов на поверхности Поверхность образца полностью почти покрыта плесневыми грибами
№3. Хлеб, приготовленный на основе кавитационно активированного солевого раствора 3-и сутки 5-е сутки 7-е сутки 5 4 3 Нет видимых очагов плесени Выявлена 1 колония плесневых грибов на поверхности Колония плесневых грибов разрослась, однако новых колоний не появилось
66 10/2019 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ISSN 0235-2486
в течение 1,5-2,0 ч до температуры 18...22 °С. Один образец ножом, обработанным этиловым спиртом, разрезали пополам, затем целые и разрезанные образцы вкладывали в прозрачные двойные полиэтиленовые пакеты, помещали в термостат с температурой 27 °С и фиксировали время.
Образцы хлеба просматривали, не вынимая из пакетов, через 3, 5, 7 дней -до появления роста видимого мицелия (колоний) плесневых грибов.
После появления видимого роста плесеней делали заключение о сроках плесневения изделий с точностью до суток. В таблице представлены результаты исследования образцов хлеба, приготовленного на основе акустически активированной воды, в сравнении с контрольным образцом.
Хорошо заметно, что черствение хлеба в контрольном образце наблюдается на 5-е сутки, тогда как у образцов хлеба, приготовленного с использованием акустически активированного соляного раствора, процесс замедляется. Колонии плесневых грибов на поверхности хлеба, полученного при использовании подготовленного раствора, наблюдаются на 5-е сутки, у контрольного образца -на 3-и сутки.
Заключение. Результаты показали, что акустическая кавитация оказывает благотворное воздействие на удержа-
ние влаги в микроструктуре, при этом тормозится рост микроорганизмов. Наиболее активное развитие плесени происходило на мякише хлеба, затем распространялось на корку.
Приготовление хлебопекарного теста на кавитационно активированной воде позволяет увеличить удельный объем хлеба, повысить его эластичность, замедлить процессы очерствения и плесневения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шестаков, С.Д. Использование методов химии высоких энергий при переработке мяса / С. Д. Шестаков, О.Н. Красуля, А.П. Бефус // Мясная индустрия. - 2008. -№ 10. - С. 28-30.
2. Артемова, Я.А. Разработка технологии и товароведная, оценка качества молочных напитков, полученных с применением соно-химической водоподготовки; дис. ... канд. техн. наук Я.А. Артемова. - М., 2011. -136 с.
3. Gogate, P. R. Cavitation: a technology on the horizon/ P. R. Gogate, R. K. Tayal, A. B. Pandit // Current Science. - 2006. -Vol. 91. - № 1. - Р. 35-46.
4. Цыганова, Т. Б. Улучшение качества хлебобулочных изделий на основе регулирования свойств воды/ Т. Б. Цыганова, О. А. Гакова // Хлебопечение России. -2012. - № 1. - С. 20-21.
5. Витенько, Т. Н. Механизм активирующего действия гидродинамической кавитации
на воду/Т. Н. Витенько, Я. М. Гумницкий // Химия и технология воды. - 2007. - Т. 29. -№ 5. - С. 422-432.
REFERENCES
1. Shestakov SD, Krasulya ON, Befus AP. Ispol'zovanie metodov himii vysokih energij pri pererabotke myasa [Use of high energy chemistry methods in meat processing]. Myasnaya industriya [Meat industry]. 2008. No. 10. P. 28-30 (In Russ.).
2. Artemova Ya A. Razrabotka tekhnologii i tovarovednaya ocenka kachestva molochnyh napitkov, poluchennyh s primeneniem sonohimicheskoj vodopodgotovki [dissertation]. Moscow, 2011.
3. Gogate PR, Tayal RK, Pandit AB. Cavitation: a technology on the horizon. Current Science. 2006. No. 91 (1). P. 35-46.
4. Cyganova TB, Gakova OA. Uluchshenie kachestva hlebobulochnyh izdelij na osnove regulirovaniya svojstv vody [Improving the quality of bakery products on the basis of regulation of water properties]. Hlebopechenie Rossii [Bakery in Russia]. 2012. No. 1. P. 20-21 (In Russ.).
5. Viten'ko TN, Gumnickij Ya M. Mekhanizm aktiviruyushchego dejstviya gidrodinamicheskoj kavitacii na vodu [Mechanism of activating action of hydrodynamic cavitation on water]. Himiya i tekhnologiya vody [Chemistry and technology of water]. 2007. No. 29 (5). P. 422-432 (In Russ.).
Авторы
Романова Валентина Александровна, Помогова Дарья Александровна, Кирш Ирина Анатольевна, д-р хим. наук, Безнаева Ольга Владимировна, канд. техн. наук, Банникова Ольга Анатольевна, канд. техн. наук, Тверитникова Изабелла Сергеевна, Новиков Максим Николаевич
Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11, bwaLl307@rambLer.ru, poLechka0107@yandex.ru, irina-kirsh@yandex.ru, o1gabeznaeva@mgupp.ru, BannikovaOA@mgupp.ru, iza-1995@bk.ru, novikov.spbn@gmaiL.com
Authors
Valentina A. Romanova, Darya A. Pomogova,
Irina A. Kirsch, Doctor of Chemical Sciences, Olga V. Beznaeva, Candidate of Technical Sciences Olga A. Bannikova, Candidate of Technical Sciences Izabella S. Tveritnikova, Maxim N. Novikov
Moscow State University оf Food Production, 11, VoLokoLamskoe highway, Moscow, 125080
bwaL1307@rambLer.ru, poLechka0107@yandex.ru, irina-kirsh@yandex.ru, oLgabeznaeva@mgupp.ru, BannikovaOA@mgupp.ru, iza-1995@bk.ru, novikov.spbn@gmaiL.com
