Способ производства пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем Российский патент 2019 года по МПК A21D2/36 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к хлебопекарному производству.

В дальнейшем при характеристике разработанного способа будут использованы следующие термины:

Амарантовая крупяная мука - продукт, получаемый при размоле крупяного продукта хлопьев нативных, получаемого при анатомическом размоле зерна амаранта. Способ ее получения и потребительские характеристики раскрыты в патенте RU, 2533006.

Хлопья нативные из зерна амаранта относятся к крупам, не требующих варки, то есть представляют собой продукт, готовый к употреблению без варки - время приготовления после заливки кипящей водой и набухания при комнатной температуре не более 10 мин. Способ ее получения и потребительские характеристики раскрыты в патенте RU, 2533006.

На хлебопекарных предприятиях периодически перерабатывается пшеничная мука с пониженными хлебопекарными свойствами: пониженным количеством и качеством клейковины (слабая, крепкая, неэластичная и т.п.), повышенной или пониженной активностью ферментов, сахарообразующей или газообразующей способностью и др. [Пучкова Л.И. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Часть I. Технология хлеба / Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - С. 418].

Одним из способов переработки муки с пониженными хлебопекарными свойствами и выработки хлебобулочных изделий удовлетворительного качества является использование ее в смеси с мукой нормального качества. Слабую по силе муку смешивают с более сильной мукой, муку с высокой автолитической активностью - с мукой с пониженной активностью ферментов.

При отсутствии возможности улучшения качества муки путем составления смесей используются комплексные технологии, обеспечивающие выработку изделий, отвечающих нормам качества.

В комплексных технологиях для улучшения качества хлеба из муки с пониженными хлебопекарными свойствами предусматриваются оптимизация параметров тестоприготовления (температура, влажность, продолжительность брожения, кислотность и др.), применение заквасок или кислотосодержащих полуфабрикатов, комплексных улучшителей целевого назначения и т.п.

Комплексные хлебопекарные технологии включают применение современных технологических приемов и средств при приготовлении мучных полуфабрикатов с целью интенсификации биохимических превращений компонентов рецептуры хлеба, в том числе за счет изменения порядка дозирования и состава сырья [Сборник современных технологий хлебобулочных изделий / А.П. Косован [и др.]. - М: ГосНИИХП, 2008. - С. 195].

При переработке муки с низкой сахаробразующей и газообразующей способностью, дающей хлебобулочные изделия пониженного объема, с бледноокрашенной коркой и уплотненным мякишем, применяют осахаренные заварки, неферментированный солод, солодовые препараты, амилолими-ческие ферментные препараты, либо дополнительно дозируют при замесе теста сахар в количестве от 1,0 до 2,0% к массе муки [Пучкова Л.И. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Часть I. Технология хлеба / Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - С. 434]. В отдельных случаях за рубежом используют пророщенное зерно и муку из него, обеспечивая осахаривание мучных полуфабрикатов для пшеничного хлеба [Olaerts Н., De Bondt Y., Courtin C.M. Density separation as a strategy to reduce the enzyme load of preharvest sprouted wheat and enhance its bread making quality // Food Chemistry, 2018. - Vol. 241. - pp. 432-442.; Marti A., Cardone G., Pagani M.A., Casiraghi M.C. Flour from sprouted wheat as a new ingredient in bread-making // LWT-Food Science and Technology, 2018. - Vol. 89.-pp. 237-243.].

При этом, хлебопекарные свойства пшеничной муки могут быть установлены по результатам пробной лабораторной выпечки, проводимой по ГОСТ 27669-88 «Мука пшеничная хлебопекарная. Метод пробной лабораторной выпечки хлеба» (далее ГОСТ 27669). При этом в случае получение из пшеничной хлебопекарной муки высшего и первого сортов объемного выхода формового хлеба менее 400 см³/100 г и второго сорта менее 350 см³/100 г, а формоустойчивости подового хлеба менее 0,40 и 0,35 соответственно, мука оценивается как с пониженными хлебопекарными свойствами [Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - С. 417].

В качестве осахаривающего агента мучных полуфабрикатов возможно применение амарантовой крупяной муки, получаемой по известному способу [RU, патент 2251455, опубл. 10.05.2005 химический состав которой отличается повышенным содержанием углеводов (до 72,5%), моносахаров и дисахаридов (до 3,2%), клетчатки (до 2,5%) и золы (до 0,8%) по сравнению с хлебопекарной пшеничной мукой [Особенности микроструктуры и химического состава продуктов переработки зерна амаранта / Н.А. Шмалько, И.А. Чалова, Н.А. Моисеенко, Н.Л. Ромашко // Техника и технология пищевых производств, 2011. - №1 (Т. 20). - С. 57-63.].

Показатель сахаробразующей способности, выражаемый в количестве мальтозы в мг, образующейся из 100 г пробы амарантовой крупяной муки в течение 60 мин настаивания в 50 см³ дистиллированной воды при температуре автолиза 27°С, в 1,7 раза выше, чем в пшеничной муке. Активность амилолитических ферментов в добавке, определяемая колориметрическим методом и выражаемая в мг гидролизованного крахмала в течение 60 мин амилолиза, проявляется на более высоком уровне (до 43 мг) по сравнению с пшеничной мукой, что связано с атакуемостью крахмала амаранта действию бета-амилазы [Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности: монография. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - С. 203.].

Автолитическая активность амарантовой крупяной муки, определяемая по ГОСТ 27495-87 «Мука. Метод определения автолитической активности» как способность при прогреве водно-мучной суспензии накапливать определенное количество водорастворимых веществ, заметно выше, чем пшеничной муки, и составляет более 30% в пересчете на сухое вещество.

Число падения добавки, оцениваемое по ГОСТ 27676-88 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения» путем измерения длительности приготовления клейстеризованной водно-мучной суспензии в вискозиметрической пробирке при температуре 100°С в секундах, составляет не более 66 с, что обусловлено высокой скоростью плавления гранул мелкозернистого крахмала амаранта [Шмалько Н.А. Хлебопекарные свойства ржано-пшеничной смеси с амарантовой крупяной мукой // Научные труды Куб-ГТУ, 2017. - №5. - С. 243-253.].

Пробы клейстеризованных суспензий амарантовой крупяной муки, изучаемые в режиме «тестограмма» на компьютеризованном приборе Амилотест АТ-97 (ЧП-ТА) при постоянной температуре термостатирования 100°С в течение 20 мин, отличаются пониженной вязкостью по сравнению с пробами пшеничной муки. Высокая скорость декструкции белково-крахмального геля добавки объясняется более низкой по сравнению с хлебопекарной мукой температурой плавления зерен крахмала. Критерий автолитической (ферментативной) активности амарантовой крупяной муки приближается к значениям показателя, характерным для ржаной муки [Шмалько Н.А., Чалова И.А., Ромашко Н.Л. Реологические характеристики углеводно-амилазного комплекса хлебопекарных смесей с амарантовой мукой // Техника и технология пищевых производств, 2011. - №3 (Т. 22). - С. 82-86.].

Перспективы использования амарантовой муки как улучшителя качества пшеничного хлеба отражены в различных способах его приготовления.

Хлеб из смеси пшеничной муки и муки из нативных семян амаранта готовят в соотношении 95:5-90:10, из смеси пшеничной, амарантовой и соевой муки - в соотношении 90:5:5, из смеси пшеничной и амарантовой муки в соотношении 90:10 и аскорбиновой кислоты в дозировке 0,09% и др. Однако, указанные мучные смеси имеют существенные недостатки, показатели качества хлеба, приготовленного из них, невысоки: отмечается потемнение мякиша, недостаточный объем и пористость [Биотехнологические основы производства хлебобулочных изделий /Л.П. Пащенко. - М.: Колос, 2002. - С. 316.].

Предложен способ приготовления хлеба из смеси пшеничной муки первого сорта и амарантовой цельносмолотой при соотношении компонентов 90:10, согласно которому все количество добавки вносят при приготовлении теста в виде заваренного водой при температуре (85÷90)°С и самосахаренного в течение 1 ч полуфабриката [Парада Д. Применение амаранта и продуктов его переработки в технологии хлебопекарного производства: дис.… канд. техн. наук. -М., 1991.].

Для выработки хлеба стабильного качества рекомендован способ его приготовления из смеси пшеничной муки первого сорта и амарантовой цельносмолотой с добавлением пшеничного зародыша в количестве 4 % к массе смеси в виде бездрожжевого полуфабриката влажностью от 65 до 70%, предварительно термостатированного в течение 60 мин при температуре (30÷32)°С [Парада Д. Применение амаранта и продуктов его переработки в технологии хлебопекарного производства: дис.… канд. техн. наук. - М., 1991.].

В научной литературе указан способ восстановления хлебопекарных свойств пшеничной муки с помощью зернового сырья и пищевых добавок: пшеничной муки из проращенного зерна, амарантовой цельносмолотой муки, экстракта солодкового корня, яблочного пектина и ферментных препаратов Биобаке 710 и Гриндмил А 100 и др. [Уажанова Р.У. Разработка технологии хлебных изделий из некондиционного зерна пшеницы на основе применения муки амаранта: автореф. дис.… канд. техн. наук. - Алматы, 2004.].

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2251455, опубл. 10.05.2005) способ улучшения качества пшеничного хлеба и хлебобулочных изделий, предусматривающий приготовление теста, содержащего муку пшеничную, дрожжи прессованные, соль поваренную, амарантовый улучшитель качества и воду, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, где в качестве амарантового улучшителя качества в тесто вводят измельченную до состояния муки перидермовую фракцию размола семян амаранта в количестве (3÷7)% от общей массы муки.

Перидермовая фракция содержит (RU, патент 2325057, опубл. 27.05.2007) соответственно крахмал в количестве (64,0÷78,0) мас.%, белки - (6,0÷8,0) мас. %, жиры - (2,0÷4,0) мас. %, клетчатку - (2,0÷4,0) мас. %, золу - (1,0÷2,0) мас. %

Недостатком вышеуказанного способа является его апробация только на стадии проведения пробной лабораторной выпечки по ГОСТ 27869-88 «Мука пшеничная хлебопекарная. Пробная лабораторная выпечка хлеба» с целью определения влияния амарантового улучшителя на хлебопекарные свойства пшеничной муки без реализации в промышленных условиях, что указывает на незавершенность разработки.

Технической проблемой, решение которой направлено настоящее изобретения, следует признать совершенствование способа производства пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем.

Техническим результатом изобретения является улучшение показателей качества пшеничного хлеба и придание ему как целевому продукту полезных свойств за счет усиления хлебного аромата и пористости (на 25% по сравнению с контролем).

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ производства пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем. Разработанный способ предусматривает приготовление теста, на основе густой опары, содержащего муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, амарантовый улучшитель качества и воду питьевую, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, причем в качестве амарантового улучшителя в большую густую опару вводят муку амарантовую крупяную, получаемую при размоле хлопьев амарантовых нативных, в количестве 7,0% к массе пшеничной хлебопекарной муки.

В лабораторных условиях было исследовано исследовали влияние амарантового улучшителя на хлебопекарные свойства пшеничной муки первого и высшего сортов путем проведения пробной лабораторной выпечки по ГОСТ 27669. Установили, что добавление амарантовой крупяной муки к массе пшеничной муки приводит к улучшению качества выпеченного хлеба (таблица 1).

Объемный выход формового хлеба повышается на 10,0÷28,0% для муки пшеничной высшего сорта и на 3,0÷10,0% для муки пшеничной первого сорта; удельный объем формового хлеба - на 8,0÷26,0% для муки пшеничной высшего сорта и на 4,0÷11,0% для муки пшеничной первого сорта; формоустойчивость подового хлеба (кроме дозировки 10,0%) - на 17,0% для муки пшеничной высшего сорта и на 8,5÷12,8% для муки пшеничной первого сорта.

Органолептическая оценка выпеченных проб хлеба из смеси пшеничной и амарантовой крупяной муки показала значительное улучшение его характеристик при вводе добавки в тесто. Верхняя корка опытных изделий получается более ровной, гладкой и выпуклой, чем в контроле, и приобретает золотистый оттенок. Пористость опытных изделий более тонкостенная и равномерная с малым размером пор, мякиш дольше сохраняет свежесть при хранении [Смирнов С.О. Разработка технологии разделения зерна амаранта на анатомические части и получения из них нативных продуктов: дис.... канд. техн. наук. М., 2006.].

Данные таблицы 2 свидетельствуют о возможности использования амарантовой крупяной муки в качестве улучшителя как при переработке пшеничной муки нормального качества (проба муки высшего сорта), так и с пониженными хлебопекарными свойствами (проба первого сорта).

Осуществление и проверку данного способа производили путем проведения производственной выпечки в условиях ОАО «Казанский хлебозавод №7», для чего использовали пробу муки пшеничной хлебопекарной первого сорта, отвечающую требования качества по ГОСТ Р 52189-2003: массовая доля влаги - 14,0%, зольность - 0,75%, белизна - 43 ед. пр. РЗ-БПЛЦ, содержание металломагнитной примеси - 1,2 мг/кг, массовая доля сырой клейковины - 30,0%, качество клейковины - 80 ед. пр. ИДК, группа качества клейковины - II удовлетворительная, число падения - 260 с, кислотность титруемая - 3 град.

В качестве контрольной рецептуры (прототипа) при переработке пшеничной муки первого сорта была взята рецептура изделия по ГОСТ 26987-86 «Хлеб белый из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов. Технические условия» массой 0,65 кг и вырабатываемого в промышленных объемах.

Рецептуры и режимы приготовления пшеничного хлеба при добавлении амарантовой крупяной муки приведены в таблице 2.

Тесто для хлеба готовили порционно на большой густой опаре с внесением соли в опару. Добавку вносили к массе муки в дозировке 7,0% при замесе опары. Замес осуществляли в тестомесильной машине на одной скорости в течение 15÷20 мин до получения опары однородной консистенции. Температура воды при замесе опары составляла 24÷26°С. После замеса мучного полуфабриката проводили его брожение в течение 180 мин до достижения конечной кислотности 4,0÷4,4 град. В выброженную опару вносили оставшееся количество муки и воды и замешивали тесто, которое через 10 мин отлежки подвергали разделке на заготовки массой 0,72 кг.

После формования тестовые заготовки в металлических формах помещали на листы и укладывали на люльки расстойного шкафа для проведения расстойки в течение 50 мин при температуре 45°С и относительной влажности воздуха 65 %. Выпекали хлеб в течение 57 мин при температуре 190÷200°С в тупиковой печи ГГР. Результаты анализа органолептических показателей выпеченного хлеба приведены в таблице 3.

Физико-химические показатели качества выпеченного хлеба соответствуют требованиям ГОСТ 26987-86 «Хлеб белый из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов. Технические условия»: влажность - 43,2% для контрольного и 42,4% для опытного образцов при норме не более 45,0%; кислотность - 2,5 град для контрольного и 2,6 град для опытного образцов при норме не более 3 град; пористость - 71,0% для контрольного и опытного образцов при норме не менее 70,0%.

Предложенный способ производства хлеба, предусматривающий добавление амарантовой крупяной муки до 7,0% к массе пшеничной муки, способствует получению хлебопекарной продукции, отвечающей по качеству требованиям стандарта, с одновременным улучшением вкусовых достоинств.

К тому же, предлагаемый способ отвечает требованиям современной комплексной технологии производства хлебобулочных изделий из пшеничной хлебопекарной муки со слабой клейковиной, предусматривающей применение методов, средств и технологических режимов, способствующих торможению ферментативных процессов при тестоприготовлении для стабилизации реологических свойств полуфабрикатов путем повышения их кислотности и снижения температуры.

Кроме положительного технологического эффекта от добавления амарантовой крупяной муки к массе пшеничной муки улучшается биологическая и пищевая ценность хлеба.

Теоретические расчеты авторов [Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности [Текст]: монография. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - С. 274-277.] показывают, что в хлебе, приготовленном с амарантовой крупяной мукой, существенно улучшается аминокислотный состав белков, их биологическая ценность и сбалансированность.

Доля незаменимых аминокислот в растительном белке с учетом содержания цистина и тирозина в 100 г хлеба с добавкой составляет 31,8% от общей суммы аминокислот, что рекомендует его использовать в питании взрослых, когда при суточной норме употребления белка в среднем 80÷90 г должно употребляться не менее 30 г незаменимых аминокислот в оптимальном соотношении.

При условии равного обеспечения организма человека анаболическим материалом доля сбалансированных незаменимых аминокислот, содержащихся в хлебе, позволит расходовать его белки на физиологические цели без деградации на проведение биосинтеза заменимых аминокислот и компенсацию энергозатрат организма.

Пищевая ценность пшеничного хлеба при добавлении амарантовой крупяной муки повышается в результате обогащения изделий белками на 9,2%, жирами на 28,2%, клетчаткой в 1,5 раза, органическими кислотами в 1,3 раза. Минеральный состав хлеба с добавкой улучшается за счет повышения массовой доли калия на 10,1%, кальция на 17,4%, магния на 12,1%, фосфора на 22,6% и железа в 1,5 раза соответственно. Витаминный состав хлеба при введении добавки также улучшается: содержание тиамина (В₁) повышается в 2,3 раза, рибофлавина в 3 раза, ниацина - в 1,1 раза соответственно. Энергетическая ценность 100 г пшеничного хлеба при добавлении амарантовой крупяной муки возрастает на 16 %.

ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» включает понятие натурального функционального пищевого продукта, изготовляемого из растительного и (или) животного сырья путем его ферментации в целях накопления в составе конечного продукта естественных функциональных пищевых ингредиентов в количестве, составляющем в одной порции продукта не менее 15% от суточной потребности, относимое по функции к хлебобулочным изделиям.

Степень удовлетворения суточной потребности взрослых 18÷29 лет, занятых преимущественно умственным трудом, в функциональных пищевых ингредиентах при употреблении 100 г разработанного продукта в белках составит 25% от суточной потребности, органических кислотах - 26,7%, макроэлементах: натрии - 29,3%, фосфоре - 12,9%, железе - 15,6%, витамине В₁ - 24% соответственно.

Содержание в составе пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем в требуемом количестве физиологически функциональных ингредиентов позволяет прогнозировать проявление благоприятного эффекта на одну или нескольких физиологических функций, а также процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении функционального продукта.

Практическим результатом исследования является разработка способа производства пшеничного хлеба при добавлении амарантового улучшителя в случае переработки пшеничной муки с пониженными хлебопекарными достоинствами.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем включает приготовление теста, содержащего муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, амарантовый улучшитель качества и воду питьевую, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта. Тесто готовят на основе густой опары. В качестве амарантового улучшителя вводят муку амарантовую крупяную, получаемую при размоле хлопьев амарантовых нативных, который вводят в густую опару, в количестве 7,0% к массе пшеничной хлебопекарной муки. Изобретение позволяет улучшить показатели качества пшеничного хлеба и придать ему как целевому продукту полезные свойства за счет усиления хлебного аромата и пористости. 3 табл.

Способ производства пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем, предусматривающий приготовление теста, содержащего муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, амарантовый улучшитель качества и воду питьевую, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, отличающийся тем, что тесто готовят на основе густой опары, а в качестве амарантового улучшителя вводят муку амарантовую крупяную, получаемую при размоле хлопьев амарантовых нативных, который вводят в густую опару, в количестве 7,0% к массе пшеничной хлебопекарной муки.