СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБА Российский патент 2001 года по МПК A21D8/02 

Изобретение относится к хлебопечению и может быть использовано при производстве различных сортов хлебобулочных изделий, в том числе, выпускаемых в упакованном виде для улучшения их качества и продления срока хранения путем предотвращения микробиологической порчи, в том числе возбудителями картофельной болезни - Bacillus mesentrius и Bacillus subtilis. Преимущественная область применения изобретения - выпечка изделий повышенного срока хранения из пшеничной муки.

Известные способы бактериолиза и бактериостаза, применяющиеся при производстве хлеба, делятся на три группы: биологические, химические, физические.

Первая группа способов основана на антимикробных свойствах органических кислот, антибиотиков и других протекторов, являющихся продуцентами микроорганизмов, специально культивируемых в мучных средах. Известно применение для этих целей, например, пропионовокислой закваски [1], культуры Medusomyces gisevi [2] , а также низина [3]. Известно также использование фитоцидов в качестве ингибиторов поражения хлеба плесневыми грибами.

Достижению указанного ниже технического результата при использовании биологического способа предотвращения микробиологической порчи хлеба препятствует то обстоятельство, что среды, в которых выращиваются протекторные микробы, а также бактерицидные и фунгицидные вещества растительного происхождения, вносимые в тесто в качестве ингибиторов, ухудшают вкус хлеба. Образующиеся при жизнедеятельности протекторных микробов органические кислоты, подавляющие вредную для хлеба микрофлору, необратимо повышают кислотность продукта.

Ко второй группе относятся способы, также основанные на перманентном подкислении теста, но кислотами, вводимыми искусственно [4,5]. Введение в тесто кислот различного происхождения, являющихся бактерицидами, дает возможность избегнуть плесневения и иной порчи хлеба, в том числе возбудителями картофельной болезни, но повышает кислотность хлеба и ухудшает его вкус. Последнее обстоятельство препятствует достижению указанного ниже технического результата.

Более совершенными в достижении технического результата являются способы третьей группы по принятой выше классификации. В них используется воздействие на хлеб или его компоненты физических факторов либо являющихся непосредственно бактерицидными, например лучистых энергий, либо вызывающих образование бактерицидных или бактериостатических веществ, например ионов. Использование лучистых энергий, таких, например, как свет ультрафиолетового диапазона, не может обеспечить полного бактериолиза, так как ультрафиолетовые лучи обладают высокой экстинкцией в веществе и поражают микробы только на поверхности хлеба.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному является способ производства хлеба, предусматривающий подготовку компонентов тестовой массы и замес теста с использованием воды, прошедшей ультразвуковую обработку [6].

Недостатками известного способа являются недостаточно высокое качество готового хлеба в части структурно-механических свойств и удельного объема хлеба, а также возможность появления в хлебе различных заболеваний, вызванных микробами, содержащимися в сырье, используемом на его производство.

Технический результат состоит в повышении устойчивости хлеба к микробиологической порче без изменения его вкусовых качеств и ослабления динамики брожения теста при его выработке, увеличении срока хранения и повышении качества хлеба.

Для достижения технического результата в способе производства хлеба, предусматривающем подготовку компонентов тестовой массы и замес теста с использованием воды, прошедшей ультразвуковую обработку, согласно изобретению перед ультразвуковой обработкой воду аэрируют, ультразвуковую обработку ее проводят с плотностью мощности, превышающей порог кавитации в течение времени, необходимом для достижения ею температуры 32-35^oC.

Известно, что при сонолизе воды, содержащей растворенный воздух, образуются гидроксильные ионы, в том числе HO₂, перекись водорода H₂O₂, а также повышается валентность присутствующих в ней ионов металлов, например, кальция и железа [7,8]. Перекись водорода в растворе с ионами металлов, являясь мощным окислителем, обеспечивает протекторный эффект, в том числе в отношении возбудителей картофельной болезни. При воздействии на перекись водорода фермента каталазы, содержащейся в муке, происходит ее разложение:

Образующийся в результате такой реакции кислород повышает аэробность мучной среды, что приводит к оптимальному сочетанию функции размножения и бродильной активности дрожжей [9].

Известно также, что кальциевые и магниевые соли, присутствующие в питьевой воде, идущей на приготовление тестаб аморфизируются под воздействием ультразвуковой кавитации [10]. С одной стороны, это способствует бродильной активности дрожжей [9], так как эти минеральные соли, являющиеся необходимыми веществами для жизнедеятельности дрожжей, в аморфном состоянии становятся более подготовленными для усвоения последними. С другой стороны, часть из них, будучи ионизирована энергией кавитации путем отрыва электронов от иона металла, образует устойчивую коллоидную систему, связывая ионы OH и HO₂, образующиеся при сонолизе, в составе двойных электрических слоев. В тесте стабильность такой системы нарушается из-за попадания электролитов, например, раствора поваренной соли, входящей в состав хлеба. При этом высвобождающиеся гидроксильные радикалы оказывают дополнительное бактерицидное действие в отношении микроорганизмов, вызывающих порчу хлеба. При выпечке и последующем остывании хлеба гидроксильные ионы рекомбинируют, перекись водорода разлагается, и кислотность хлеба понижается. То есть, использование в качестве протекторов ионов и перекиси водорода, полученных путем сонолиза воды, обеспечивает паллиативный подкисляющий эффект и не влияет на вкус хлеба.

Известно также, что вода, подвергнутая ультразвуковой обработке, в кавитационном режиме претерпевает те же структурные изменения, что и при нагреве до точки кипения [11]. То есть кавитацию можно рассматривать как изотермическое кипение [12]. Эти изменения состоят в том, что молекулы воды утрачивают водородные связи друг с другом и становятся тем самым более активными и подвижными вследствие разрушения агломератов. При попадании в состав водно-мучной суспензии теста молекулы воды вновь образуют водородные связи, но уже с биополимерами муки. С одной стороны, вода связанная таким образом, улучшает структуру теста [13] , с другой, - тормозит жизненные процессы микроорганизмов.

При исследовании отличительного признака описываемого способа заявителем не выявлено каких-либо известных аналогичных решений, касающихся использования активированной за счет акустической кавитации воды для улучшения качества и предотвращения микробиологической порчи хлеба.

При осуществлении способа может быть использовано любое техническое средство для обработки воды ультразвуком с плотностью мощности, превышающей порог кавитации, например ультразвуковая установка экспресс-приготовления эмульсий для хлебопекарных производств типа "Ультрамикс 630", ТУ5131-001-01172039-96. Выход перекиси водорода при этом зависит от количества растворенного в воде кислорода. Для увеличения выхода перекиси водорода вода может быть предварительно аэрирована, например, пропусканием через рассекатель.

Пример осуществления способа.

Водопроводную воду в количестве, необходимом для замеса теста, например, по безопарной технологии заливают в смесительную емкость установки "Ультрамикс 630" и обрабатывают ультразвуком в течение времени, за которое ее температура достигнет 34^oC. При этом обработка ведется техническим средством для обработки воды ультразвуком с плотностью мощности, превышающей порог кавитации. Выход перекиси водорода при этом зависит от количества растворенного в воде кислорода. Для увеличения выхода перекиси водорода вода предварительно аэрируется. Аэрирование проводят пропусканием ее через рассекатель. С помощью этой технологической установки вода может готовиться непрерывным способом. Для этого сливной кран установки держится открытым, а вода подается на диспергационный блок через расходную емкость. Таким методом можно готовить 35-40 л активированной воды в час. Далее с использованием этой воды готовят тесто и выпекают хлеб в соответствии с технологией.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения с помощью описанных в заявке или известных ранее средств, методов и устройств, а также о способности достижения указанного выше технического результата при воплощении совокупности признаков изобретения.

Источники информации
1. Богатырева Т.Г., Поландова Р.Д., Полякова С.П., Атаев А.А. Способы и средства предотвращения плесневения хлеба //Хлебопечение России. - 1999, N 3,-С.16-17.

2. RU N 2139661 C1, 20.10.1999.

3. RU N 2119749 C1, 10.10.1988.

4. Инструкция по предупреждению появления картофельной болезни хлеба. - М.: ГосНИИХП, 1998. - 32 с.

5. Кветный Ф.М., Шарова Т.Е., Кушнарева Н.К. Применение консервантов в хлебопечении //Хлебопечение России. - 1999, N 3, - С.21.

6. RU N 2062580.

7. Эльпинер И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. -.: ИФ-МЛ, 1963. - 420 с.

8. Физика акустической кавитации в жидкостях /Г.Флинн. - в кн.: Методы и приборы ультразвуковых исследований //под ред. У.Мэзона. -М: Мир, 1967, T.1, ч. "Б". - 362 с.

9. Поландова Р.Д., Елецкий И.К., Демидов А.С., Дремучева Г.Ф., Джерембаева Н.Е. Способы активации прессованных и сушеных дрожжей на хлебопекарных предприятиях. Пищевая промышленность. Серия 27. Вып. 11. - М.: ЦНИИТЭИ Пищепром, 1984.

10. Использование акустических колебаний для интенсификации процессов обработки воды в системах водоподготовки // В.Ф.Боев. - в кн. "Ультразвуковые технологические процессы - 98", Тезисы докл. науч.-техн. конференции. - М.: МАДИ(ТУ), 1998.- С.73-76.

11. Гинзбург А.С., Дубровский В.П., Козаков Е.Д., Окунь Г.С., Резчиков В.А. Влага в зерне. - М.: Колос, 1969.

12. Особенности акустических технологий, реализуемых в тонких слоях жидкости //С. И. Пугачев, Н.Г.Семенова. - в кн.: "Ультразвуковые технологические процессы- 98". Тезисы докл. научи.-техн. конференции. -М.: МАДИ(ТУ), 1997. - C.33-36.

13. Пшеница и оценка ее качества // под ред. Н.П.Кузьминой и Л.Н.Любарского. - М.: Колос, 1968. - 496 с.

Способ предусматривает подготовку компонентов тестовой массы и замес теста. Воду подвергают аэрации и ультразвуковой обработке перед замесом теста. Ультразвуковую обработку проводят с плотностью мощности, превышающей порог кавитации в течение времени, необходимого для достижения ею температуры 32-35°С. При этом обеспечивается повышение устойчивости хлеба к микробиологической порче без изменения его вкусовых качеств и ослабления динамики брожения теста при его выработке, а также увеличение срока хранения и повышение качества хлеба.

Способ производства хлеба, предусматривающий подготовку компонентов тестовой массы и замес теста с использованием воды, прошедшей ультразвуковую обработку, отличающийся тем, что перед ультразвуковой обработкой воду аэрируют, ультразвуковую обработку ее проводят с плотностью мощности, превышающей порог кавитации, в течение времени, необходимого для достижения ею температуры 32 - 35^oC.