Способ производства хлеба Российский патент 2023 года по МПК A21D2/36 A21D8/02 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенных для функционального питания.

Известны способы производства хлеба и булочных изделий, которые включают замес теста из пшеничной муки различных сортов, воды, соли, дрожжей, сахара-песка, подсолнечного масла, затем его выбраживание, формование тестовых заготовок, расстойку и выпечку (Сборник технологических инструкций для производства хлебобулочных изделий. – М.: Прейскурантиздат, 1989).

Производимые на основании этих способов продукты, как правило, не относятся к изделиям повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенных для функционального питания.

Известен способ приготовления хлебобулочных изделий, включающий смешивание рецептурных компонентов, внесение фасолесодержащего компонента, замешивание теста, брожение, разделку, расстойку, выпечку. Перед внесением фасолесодержащий компонент готовят путем замачивания подготовленных семян фасоли в соленой подсырной сыворотке при соотношении 1:2,5 в течение 3-4 ч. Затем соленую подсырную молочную сыворотку сливают, а семена фасоли отваривают в воде при гидромодуле 1:3 в течение 50-60 минут. Варочную среду удаляют, отваренные семена фасоли измельчают до пюреобразного состояния, охлаждают до температуры 40-45°С и смешивают с несоленой подсырной молочной сывороткой и дрожжами. Полученную смесь перемешивают и выдерживают в течение 15-20 минут, поддерживая температуру в пределах 35-40°С. Затем смешивают с рецептурными компонентами и замешивают тесто при следующем содержании исходных рецептурных компонентов (мас.%): мука пшеничная 55,1-65,4, дрожжи сухие 0,7-0,9, фасолесодержащий компонент 13,0-28,0, маргарин 0,7-1,4, масло растительное 0,5-1,0, несоленая подсырная молочная сыворотка 14,0-18,0, соль поваренная 0,5-0,8. Изобретение позволяет сократить продолжительность технологического процесса приготовления хлебобулочных изделий при достижении высокого качества готового изделия [1].

Недостатком приведенного способа приготовления хлебобулочных изделий является достаточно высокая трудоемкость процесса приготовления фасолесодержащего компонента и невысокие потребительские характеристики готового продукта.

Известен способ приготовления хлеба формового для функционального питания (варианты), при котором хлеб формовой выпекают из теста, приготовленного с использованием муки хлебопекарной, дрожжей хлебопекарных, соли поваренной пищевой и воды питьевой. Дополнительно в состав хлеба входят пищевые волокна (ПВ), в качестве которых используют отруби пшеничные и компоненты фасоли, при этом на 100 г муки хлебопекарной используют (в г): пищевые волокна 9-11; дрожжи 1-3; соль 1-2; вода питьевая – по расчету. В качестве компонентов фасоли могут быть использованы экструдат фасоли бланшированной или экстракт фасоли – фазеоламин. Хлеб формовой также выпекают из теста, приготовленного с использованием муки хлебопекарной, дрожжей хлебопекарных, соли поваренной пищевой и воды питьевой, но с добавлением сахара, при этом в качестве пищевых волокон используют отруби пшеничные и муку фасолевую при содержании на 100 г муки хлебопекарной (в г): отруби пшеничные 2,5-3,5; мука фасолевая 6,5-7,5; дрожжи 1-3; соль 1-2; соль 0,5-1; вода питьевая – по расчету. Предлагаемый хлеб формовой с повышенной пищевой ценностью, функциональной направленностью для питания потребителей с преимущественно повышенным уровнем сахара в крови и/или избыточным весом [2].

Недостатком этого способа приготовления хлебобулочных изделий является сложность подготовки фасоли к использованию в виде экстракта или экструдата – она достаточно затратная в экономическом плане, требует применения специального оборудования и продолжительная во времени.

Известно, что одним из наиболее эффективных путей повышения биологической ценности хлеба является использование высокобелковых продуктов переработки бобовых культур, которые могут применяться в виде муки, пюре, экструдатов и др. Практическая реализация этого направления в развитии технологии хлебобулочных изделий существенным образом определяется выбором культуры, на основе которой вырабатывается обогащающая добавка, а также сложностью ее получения.

С этой точки зрения самое пристальное внимание заслуживает такая культура как вигна, семена которой содержат 23,35-30,51% белка, из которого легкорастворимые фракции составляют около 80,0%.

Белки семян вигны имеют гармоничный аминокислотный состав. Биологическая ценность белка семян вигны в зависимости от сорта составляет 61,7-63,5%, а содержание лизина достигает 6,09-7,45% к общей массе белка. 

Основным углеводом в семенах вигны является крахмал (45,94-48,38%), а основным сахаром в общем количестве растворимых сахаров – сахароза (2,24-2,83%).

Содержание липидов в различных сортах вигны составляет 1,57-2,16%. При этом анализ жирнокислотного состава семян вигны показывает преимущественное содержание в них ненасыщенных жирных кислот – линолевой и линоленовой.

Из числа «балластных веществ» семена вигны содержат значительное количество клетчатки (3,46-4,02%), пектиновых веществ (2,98-3,15%) и гемицеллюлоз (4,25-5,18 %).

Содержание золы в семенах вигны составляет 3,14-3,87%. Пищевая ценность золы семян вигны овощной обусловлена высоким содержанием в ее составе калия и магния (1001,2-1327,8 мг и 159,0-177,3 мг на 100 г сухого вещества соответственно).

Семена вигны – ценный источник витаминов: тиамина (0,56-0,62 мг), рибофлавина (0,14-0,18 мг), ниацина (2,23-2,66 мг), токоферола (3,88-4,34 мг на I00 г сухого вещества) [3, 4].

Важно отметить, что свойства вигны в зависимости от вида, степени созревания, составной части растения – семена или бобы (створки), существенно влияют на содержание в ней полезных ингредиентов. С этой точки зрения целесообразно использовать сорта вигны, которые соответствуют рациональному направлению хозяйственного использования – овощному или зерновому.

По содержанию практически всех наиболее ценных ингредиентов бобы вигны овощной (овощного направления использования) и зерновой в стадии биологической спелости практически одинаковы. Например, анализ биохимического состава зеленых бобов показал, что содержание протеина у исследуемых образцов варьировало от 17,7 до 23,1 %, (V=7,3 %); содержание жира изменялось от 1,7 до 3,6 %, (V=21,3 %); клетчатки – от 11,8 до 20,3 %, (V=15,3 %); золы – от 5,1 до 6,8 %, (V=7,6 %), БЭВ (безазотистые экстрактивные вещества) – от 49,7 до 59,7 %, (V=6,2 %) [4].

С точки зрения экструдирования бобов вигны овощного направления использования (далее по тексту – бобов вигны) в стадии технической спелости имеется существенный технологический недостаток – они имеют повышенную влажность – 44-47%, при которой экструдировать их известными способами очень сложно. В связи с этим одним из рациональных способов применения бобов вигны в качестве функциональной добавки может быть пищевой композит, представляющий собой экстрадированную смесь бобов (стручков) вигны и зерна пшеницы. Подобный пищевой композит, состоящий их экструдированной смеси семян тыквы (кабачков) влажностью 48-49% и зерна пшеницы влажностью 14%, получен с помощью термовакуумного экструдера и применяется при производстве хлебобулочных изделий [5].

Заявляемый в качестве изобретения способ получения хлеба позволяет сохранить положительные свойства бобов вигны в процессе их переработки, а также улучшить качество готового пищевого продукта за счет повышения его пищевой и биологической ценности.

Цель изобретения – интенсификация процесса тестоприготовления при производстве хлеба повышенной пищевой и биологической ценности.

Указанная цель достигается тем, что в способе приготовления хлеба, включающем приготовление, брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок, добавляют экструдат, полученный путем совместной обработки в экструдере, оснащенном вакуумной камерой, бобов вигны влажностью 44-47% и зерна пшеницы влажностью 14% в соотношении 1:2 в течение 10-15 с при температуре 100-110°C с последующим воздействием на выходящий из матрицы экструдера продукт пониженным давлением, равным 0,07-0,08 МПа, с получением экструдата влажностью 10-12%, причем экструдат при выходе из фильеры разрезают на частицы размером 0,3-0,4 мм, при этом экструдат добавляют в количестве 15-20% к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении, причем бобы вигны используют в стадии технической спелости и перед смешиванием с зерном пшеницы измельчают до частиц размером 2-3 см, причем смесь бобов вигны и зерна пшеницы перед экструдированием выдерживают 1,0-1,5 часа.

Техническим результатом заявляемого способа производства хлеба является его улучшенный состав и повышенная пищевая и биологическая ценность, при более простом и технологичном получении обогатителя в виде экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы.

Технологичность заявляемого способа выражается в получении экструдата смеси, ранее не применявшейся в пищевых технологиях, а также применении специального оборудования и подготовительных приемов, способствующих эффективному применению полученного обогатителя в составе хлеба.

Способ реализуется следующим образом. Бобы вигны в стадии технической спелости влажностью 44-47% измельчаются на частицы размером 2-3 см и смешиваются с зерном пшеницы влажностью 14% в соотношении 1:2. Полученная смесь выдерживается в смесителе в течение 1,0-1,5 часов, после чего экструдируется в термовакуумном экструдере в течение 10-15 секунд при температуре 100-110°С. На выходящий из фильеры экструдера экструдат воздействуют пониженным давлением, равным 0,07-0,08 МПа, с целью более интенсивного «вскипания» (вспучивания) и достижения в нем влаги 10-12%. Одновременно экструдат разрезается на частицы размером 0,3-0,4 мм режущим устройством, входящим в состав экструдера.

Получение хлеба с улучшенным составом и повышенной пищевой и биологической ценностью достигается за счет использования экструдата, выработанного из бобов вигны и цельного зерна пшеницы, что обогащает продукт дополнительным количеством белка, пищевых волокон, токоферолов, витаминов и микроэлементов.

Качество целенаправленного воздействия на смесь бобов вигны и зерна пшеницы зависит от времени и температуры экструзионной обработки, влажности обрабатываемого сырья, а также давления воздуха в зоне выхода экструдата из фильеры.

При экструзионной обработке смеси бобов вигны и зерна пшеницы за время менее 10 секунд клеточные стенки пищевых волокон не подвергаются необходимым изменениям, а при превышении 15 секунд возможна денатурация части белков и снижение активности ферментов, входящих в состав бобов и зерна. При этом кратковременный прогрев (не более 15 секунд) в условиях экструзионной обработки ограничивает на приемлемом уровне разрушение витаминов. Наличие витаминов и повышенной доли аминного азота в экструдате смеси бобов вигны и зерна пшеницы измельченном до размеров частиц 0,3-0,4 мм способствует более интенсивному процессу спиртового брожения теста, а также повышению степени его разрыхления.

Температура обработки ниже 100°С за короткий период времени не приводит к необходимым изменениям пищевых волокон бобов вигны, а температура выше 110°С может привести к частичной денатурации белков, разрушению витаминов и клейстеризации крахмала, входящего в состав обрабатываемого сырья.

Вода в процессе термопластической экструзии играет ключевую роль – ее содержание в сырье определяет температуру перехода обрабатываемого материала в вязко-текучее состояние. С другой стороны пористая макроструктура экструдата образуется за счет воды, которая при температурном режиме экструзионного процесса свыше 100°С (температура кипения воды при атмосферном давлении) выполняет роль парообразователя и оказывает основное влияние на индекс расширения получаемого продукта.

При экструзионной обработке смеси бобов вигны и зерна пшеницы влажностью 24-25% заявляемые в способе параметры экструзии (температура и длительность процесса) не позволяют получать влажность экструдата, наиболее приемлемую для его кратковременного хранения. Поэтому для получения необходимой влажности экструдата в процессе переработки сырья с различным содержанием воды в заявляемом способе предусмотрено регулирование давления воздуха на выходе экструдата из фильеры. Это давление служит как для регулирования влажности получаемого экструдата не более 10-12%, так и для повышения интенсивности его взрывообразного расширения при выходе из фильеры матрицы экструдера. Объясняется это тем, что в условиях пониженного давления (0,07-0,08 МПа) вода в экструдируемом сырье кипит при температуре, значительно более низкой, чем 100°С.

Разрезание выходящего из фильеры матрицы экструдера жгута на частицы размером 0,3-0,4 мм увеличивают площадь теплообмена получаемого продукта в условиях вакуумной сушки, и способствует более глубоким изменениям, происходящим в составных частях обрабатываемого сырья.

Экструзионная обработка смеси бобов вигны и зерна пшеницы и воздействие пониженного давления равного 0,07-0,08 МПа на выходе экструдата из фильеры вызывает биохимические изменения, способствующие снижению содержания нативного крахмала и повышению количества водорастворимых углеводов. Это так же будет способствовать получению готового продукта (хлеба) с повышенной пищевой и биологической ценностью.

Полученный экструдат смешивают с ингредиентами, входящими в рецептуру хлеба в количестве 15-20% к массе используемой для замеса муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении.

Применение экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы в количестве менее 15% к массе муки улучшает органолептические и физико-химические показатели хлеба, (структура пористости, удельный объем, формоустойчивость), но не приводит к значимому повышению его пищевой и биологической ценности.

Применение экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы в количестве более 20% к массе пшеничной муки повышает пищевую и биологическую ценность хлеба, но приводит к ухудшению внешнего вида, а также снижает органолептические показатели и потребительские свойства получаемого продукта.

Дальнейшая реализация заявляемого способа включает брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок.

Пример конкретного выполнения способа

Получают экструдат смеси бобов вигны и зерна пшеницы. Тесто готовят безопарным методом. Замешивают тесто из муки пшеничной первого сорта, дрожжей хлебопекарных прессованных, раствора соли, воды, экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы. Замешенное тесто с влажностью 44-45% оставляют для брожения на 160 минут при температуре 32-34°С. Во время брожения через 50-60 минут проводят обминку теста. Выброженное тесто подают на разделку, где его делят на куски заданной массы и производят округление заготовок вручную или с помощью соответствующих машин. Далее округленные тестовые заготовки подают на расстойку в расстойный шкаф при температуре воздуха 35-40°С и относительной влажности 75-85%. Расстоявшиеся тестовые заготовки направляют на выпечку при температуре 210-220°С и продолжительности этой технологической операции 25-30 минут. Результаты оценки показателей качества хлеба, приготовленного с применением различного количества экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы к массе используемой муки, приведены в табл. 1. В качестве контрольного образца принимался хлеб, при выпечке которого замена части пшеничной муки на экструдат не проводилась.

Таблица 1 – Показатели хлеба, полученного в соответствии с предлагаемым способом

Показатели хлеба с экструдатом смеси бобов вигны и зерна пшеницы Контрольный образец Количество экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы, % к массе пшеничной муки первого сорта 15 20 25 Органолептическая оценка Внешний вид Правильная форма, поверхность без трещин Правильная форма, поверхность без трещин Правильная форма, поверхность без трещин Правильная форма, поверхность без трещин Цвет Светлый Светлый с серовато-желтым оттенком Светлый с серовато-желтым оттенком Светло-коричневый Состояние мякиша Пропеченный, эластичный, пористость равномерная Пропеченный, эластичный, без комочков, равномерная пористость без уплотнений Пропеченный, эластичный, без комочков, равномерная пористость без уплотнений Пропеченный, эластичный, без комочков, равномерная пористость без уплотнений Вкус Свойственный данному виду изделия Более выраженный Легкий привкус томатов Выраженный привкус томатов Запах Свойственный данному виду изделия Более ароматный Легкий аромат томата Свойственный поджаренным томатам Физико-химические показатели Пористость, % 82 84 85 80 Влажность, % 40 41 42 44 Удельный объем, см³/100 г 760 777 781 750

Анализ приведенной таблицы показывает, что при использовании экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы в количестве 15-20% к массе муки пшеничной первого сорта образцы хлеба характеризуются по внешнему виду как не расплывчатые, без притисков, округлой формы, с поверхностью без трещин. Они имеет привлекательный внешний вид, приятный вкус и аромат. При этом образцы хлеба с добавлением 25% экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта имеют выраженный привкус фасоли, а запах – свойственный слегка поджаренной фасоли.

Структура пористости: средняя, равномерная, развитая; мякиш хорошо пропеченный, невлажный, не липкий на ощупь, с едва заметными включениями частиц экструдата. Цвет мякиша готового изделия – от светлого с серовато-желтым оттенком до светло-коричневого.

При добавлении 15% экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта пористость хлеба увеличивается на 2,4%, удельный объем – на 2,2%, влажность – в пределах, установленных стандартом. При использовании 20% экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта пористость хлеба увеличивается на 3,5%, удельный объем увеличивается на 2,7%, влажность – в пределах, установленных стандартом. При добавлении 25% экструдата смеси бобов вигны и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта пористость хлеба снижается на 2,4% по отношению к контролю, удельный объем – на 1,3%, влажность увеличивается на 9,1% по отношению к контролю.

Использование предлагаемого способа позволяет получить хлеб с обогащенным составом при сохранении высокого качества, потребительских свойств и снизить потерю питательных веществ бобов вигны, за счет использования термовакуумного экструдера для получения экструдата. Общие затраты на производство хлеба по заявляемому способу также будут снижены по сравнению с прототипом за счет уменьшения количества технологических операций и технических средств при подготовке бобов вигны в качестве ингредиента готового продукта.

Литература

1. RU 2727305 С1. Опубликовано 21.07.2020.

2. RU 2557419 С1. Опубликовано 20.07.2015.

3. Литвинова А.В. Потребительские свойства бобовой культуры вигны: автореф. дис. …канд. техн. наук: 05.18.15 / Литвинова Алла Владимировна. М., 1992. 22 с.

4. Багдалова А.З. Эколого-морфобиологическая, селекционная изменчивость исходного материала сортообразцов вигны (vigna savi) при интродукции в условиях Нижнего Поволжья: автореф. дис. …канд. биолог. наук: 06.01.05 – / Багдалова Алия Зягитовна. Рамонь, 2015. 24 с.

5. RU 2728470 С1. Опубликовано 29.07.2020.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенных для функционального питания. Способ предусматривает приготовление и брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок, при этом в тесто добавляют экструдат. Экструдат получен путем совместной обработки в экструдере, оснащенном вакуумной камерой, смеси бобов вигны влажностью 44-47% и зерна пшеницы влажностью 14% в соотношении 1:2 в течение 10-15 с при температуре 100-110°C с последующим воздействием на выходящий из матрицы экструдера продукт пониженным давлением, равным 0,07-0,08 МПа. Причем экструдат влажностью 10-12% при выходе из фильеры разрезают на частицы размером 0,3-0,4 мм, при этом экструдат добавляют в количестве 15-20% к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении. Причем бобы вигны используют в стадии технической спелости и перед смешиванием с зерном пшеницы измельчают до частиц размером 2-3 см, при этом смесь бобов вигны и зерна пшеницы перед экструдированием выдерживают 1,0-1,5 часа. Изобретение позволяет улучшить качество хлеба за счет повышения его пищевой и биологической ценности. 1 табл., 1 пр.

Способ производства хлеба, включающий приготовление, брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок, характеризующийся тем, что в тесто добавляют экструдат, полученный путем совместной обработки в экструдере, оснащенном вакуумной камерой, бобов вигны влажностью 44-47% и зерна пшеницы влажностью 14% в соотношении 1:2 в течение 10-15 с при температуре 100-110°C с последующим воздействием на выходящий из матрицы экструдера продукт пониженным давлением, равным 0,07-0,08 МПа, с получением экструдата влажностью 10-12%, причем экструдат при выходе из фильеры разрезают на частицы размером 0,3-0,4 мм, при этом экструдат добавляют в количестве 15-20% к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении, причем бобы вигны используют в стадии технической спелости и перед смешиванием с зерном пшеницы измельчают до частиц размером 2-3 см, причем смесь бобов вигны и зерна пшеницы перед экструдированием выдерживают 1,0-1,5 часа.