Аналитические измерения в хлебопекарном производстве

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

Аналитические измерения

в хлебопекарном производстве

О.А. Суворов, Н.В. Лабутина, С.В. Карягина

Московский государственный университет пищевых производств А.Г. Погорелов

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, г. Пущино

В последние годы в нашей стране большое распространение получило производство хлебобулочных изделий из замороженных частично выпеченных полуфабрикатов, т. е. полуфабрикатов высокой степени готовности. Технология замораживания обеспечивает выпечку продукции широкого ассортимента на предприятиях любой мощности и с неполным набором оборудования, например, в супермаркетах или мини-пекарнях. Цель данного исследования - проведение комплекса аналитических измерений для определения влияния различных способов размораживания и допекания ржано-пшеничных полуфабрикатов высокой степени готовности на морфологию, физико-химические свойства и качество хлеба.

При проведении исследований использовали муку ржаную обдирную (влажность - 10,5 %, кислотность -4,8°, число падения - 157 с) и пшеничную первого сорта (влажность -11,0 %, кислотность - 3,6°, количество клейковины - 34,1 %, качество клейковины - 70 ед. приб. ИДК), а также густую ржаную закваску, дрожжи хлебопекарные прессованные и соль поваренную пищевую. По своим характеристикам сырье соответствовало требованиям соответствующих ГОСТов и ТУ. Работу проводили на кафедре «Технологии хлебопекарного и макаронного производств» МГУПП и филиале кафедры (БКК «Серебряный бор», Москва), а также в лаборатории энергетики биологических систем Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г. Пущино). Тесто готовили по рецептуре и технологическим параметрам хлеба «Дарницкий». Контролем служили пробы хлеба «Дарницкий» формовой (массой 350 г), приготовленного по традиционной технологии, который выпекали в течение 42 мин. Определение органолептических и физико-химических показателей качества хлеба, приготовленного по традиционной технологии и из замороженных полуфабрикатов, проводили через 24 и 72 ч его хранения по методике, приведенной в руководстве [1].

Для получения полуфабрикатов пробы ржано-пшеничного теста (массой 405 г) частично выпекали в лабораторной печи Winkler Wachtel в течение 31,5

мин. Температура в камере составляла 250...260 °С. Частично выпеченные полуфабрикаты охлаждали в естественных условиях в течение 180 мин. Затем их упаковывали в пищевую полиэтиленовую пленку и помещали в морозильную камеру. Замораживание осуществляли при -25.-27 °С, полуфабрикаты хранили в течение 7 дней.

Приготовление хлеба из замороженных полуфабрикатов высокой степени готовности проводили по двум технологиям. В первом случае полуфабрикаты размораживали обычным способом при комнатной температуре в течение 400 мин с последующим их допекани-ем радиационно-конвективным способом в течение 10,5 мин. Во втором случае полуфабрикаты размораживали в течение 22 мин и допекали в течение 3 мин посредством воздействия ЭМП СВЧ (микроволновая печь Samsung G2712NR), где образцы дополнительно выдерживали в течение 3 мин с целью более равномерного распределения температуры. Выпеченные изделия пассивно охлаждали до комнатной температуры и хранили в течение 24 или 72 ч. Затем с помощью ломтерезки (Zelmer Typ 294,5) поверхность образцов освобождали от корок, а полученные пробы резали на слайсы толщиной 13 мм. Монослой слайсов на эмалированном поддоне помещали в термостат WS-200 с принудительной циркуляцией воздуха для высушивания при 120 °С в течение 360 мин до полного удаления воды [2]. Продолжительность процесса высушивания была выбрана исходя из результатов измерения массы пробы, когда эта масса переставала изменяться со временем.

УФ-спектрофотометрию и ВЭЖ-хро-матографию проводили на водно-спиртовых экстрактах. Для этого высушенные слайсы дробили на кусочки и помещали в водный раствор (45 %) этилового спирта в массовом соотношении 1:5 соответственно. Экстракция длилась в течение 48 ч при комнатной температуре. Жидкую фазу отделяли от осадка посредством пропускания экстракта через складчатый фильтр, анализировали методом спектрофотометрии (Specord M40) или ВЭЖ-хроматогра-фии (Varian ProStar) на силикагельной колонке (Whatman Partisil 5 ODS-3) с

подвижной фазой ацетононитрил -вода в объемном соотношении 1:3 соответственно. Оптимальный расход подвижной фазы 0,8 мл/мин, объем анализируемой пробы - 20 мкл [3]. Длина волны поглощения для получения хроматограммы составляла 282 нм (установлено эмпирически по данным УФ-спектрограммы).

Оценка состояния крахмальных зерен хлеба в зависимости от режимов размораживания и допекания полуфабрикатов позволяет прогнозировать скорость протекания процесса черствения хлеба. Для определения структуры крахмальных зерен исследуемых проб отбирали 0,55 г мякиша горячего хлеба, растирали в ступке с 15,0 мл водно-глицериновой смеси (дистиллированная вода: глицерин -1:2). Из полученной суспензии брали каплю и наносили ее на предметное стекло. Образцы анализировали непосредственно после окончания выпечки или допекания при помощи светового оптического микроскопа. Микроскопирование суспензии для определения состояния крахмала вели при увеличении в 500 раз.

Рабочей гипотезой было предположение о том, что применение ЭМП СВЧ на стадиях размораживания и допека-ния ржано-пшеничных полуфабрикатов не будет вносить существенных изменений в структуру конечного продукта, для чего использовали УФ-спек-троскопию и ВЭЖ-хроматографию.

Спектры поглощения исследуемых проб имели одинаковый вид с максимумом на длине волны 282 нм. Следовательно, применение СВЧ-энергопод-вода не вызывало качественных изменений в структуре исследуемых проб. Полученный вид спектра поглощения характерен для группы веществ, содержащих ароматические фрагменты. Разделение группы на составляющие может быть проведено посредством ВЭЖ-хроматографии [4, 5]. Однако идентификация природы отдельного ингредиента возможна при сравнении с соответствующими мономолекулярными тестами известной природы.

На базе Центра испытаний и сертификации пищевой продукции «Тест-Пущино» (г. Пущино) проведена ВЭЖ-хроматограмма проб хлеба, полученная при регистрации интенсивности поглощения на длине волны 282 нм.

Во всех анализируемых пробах вещества разделились на семь основных фракций. На всех хроматограммах присутствует один и тот же фракционный состав. Следовательно, процессы, происходящие при криоконсервирова-нии полуфабрикатов и различных способах их размораживания и допека-ния, не изменяют химической природы и количественного состава конечного

METHODS AND MEANS OF CONTROL

продукта в условиях проводимого эксперимента.

Полученные результаты хроматогра-фического разделения рассматриваются как базовые исследования для более углубленного изучения и, соответственно, проведения качественного анализа. В дальнейшем целесообразно проведение хроматографического анализа с использованием различных составляющих (подвижной и неподвижной), а также применением стандартов.

Исследования показали, что различные способы размораживания и допе-кания замороженных частично выпеченных полуфабрикатов существенно не влияли на органолептические показатели качества готового ржано-пше-ничного хлеба. Однако у образцов хлеба, приготовленных из полуфабрикатов, размороженных и выпеченных СВЧ-способом, были более уплотненный мякиш и нехарактерная крошкова-тость при анализе как через 24, так и через 72 ч хранения. Образцы, приготовленные из полуфабрикатов с СВЧ-энергоподводом на стадиях размораживания и допекания, характеризовались более высокой степенью черстве-ния. При анализе данных проб через 4 ч хранения их органолептические показатели качества имели наилучшие оценки по сравнению с другими исследуемыми образцами. В частности,

были наиболее выражены характерный хлебный вкус и аромат.

Различные способы размораживания и допекания ржано-пшеничных частично выпеченных полуфабрикатов оказывали влияние и на физико-химические показатели качества хлеба (рис. 1).

Процесс черствения контрольных образцов хлеба, приготовленных по традиционной технологии, происходит существенно медленнее, чем проб хлеба, приготовленных из замороженных полуфабрикатов. Пробы хлеба, приготовленные из замороженных полуфабрикатов без СВЧ-энергоподвода, по основным физико-химическим показателям качества практически не уступали аналогичным значениям контрольных проб, но только при анализе в первые сутки хранения (24 ч).

Следовательно, режим криоконсер-вации полуфабрикатов в первую очередь влияет на скорость протекания процессов черствения готового хлеба. Отмечается резкое снижение реологических свойств мякиша хлеба при использовании СВЧ-энергоподвода для размораживания и допекания исследуемых проб, что, по нашему мнению, объясняется высокой скоростью протекания процесса черствения вследствие изменения структурных компонентов мякиша хлеба.

Физико-химические показатели качества ржано-пшеничного хлеба, приготовленного из полуфабрикатов, размороженных в естественных условиях и выпеченных радиационно-конвек-тивным способом, наиболее приближены к контролю. Однако если бы анализ проводился сразу после выпечки, то, вероятнее всего, все вышеперечисленные показатели у проб СВЧ были бы значительно выше, так как при СВЧ-энергоподводе значительно ускоряются процессы испарения влаги у образцов, что приводит к увеличению скорости черствения хлеба.

Таким образом, технология ржано-пшеничного хлеба, приготовленного из полуфабрикатов, размороженных и довыпеченных при помощи СВЧ-энер-гоподвода, подходит для использования в сетях быстрого питания.

Определяли степень влияния различных способов энергоподвода на стадиях размораживания и допекания ржано-пшеничных частично выпеченных полуфабрикатов на структуру крахмальных зерен готового хлеба (рис. 2). Микрофотографии получены в световом микроскопе при увеличении в 500 раз, где А - контроль, Б -Е.у., В - СВЧ.

Из рис. 2 видно, что зерна крахмала образцов, полуфабрикаты которых размораживались в естественных условиях и допекались РК-способом, представляют собой цельное, немного уплотненное структурное образование, что, по нашему мнению, объясняется применением холода при консервировании полуфабрикатов. У образцов, приготовленных из полуфабрикатов, которые размораживали и допекали при помощи СВЧ-энергоподвода, крахмальные зерна были существенно разрушены. В контрольных проб хлеба выявляли частично клейстеризован-ные и частично разрушенные крахмальные зерна. Так как ведущую роль в черствении хлеба играет модификация структуры крахмала, то выявленные различия, по-видимому, и обусловливают высокую скорость протекания процесса черствения у опытных проб.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пучкова Л. И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. - СПб.: ГИОРД,

2004.

2. Сборник технологических инструкций для производства хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989.

3. Зуев Е.Т., Погорелова В.Н., Пого-релов А.Г. Метод испытания фруктовых вод на стойкость при их длительном хранении/В сб. «От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям». - Пущино, 2001.

4. Осташенкова Н.В., Маслова Л.Г., Тесслер Т.В., Петрова О.Т. Спектральные и хроматографические методы и их применение при анализе пищевых продуктов: лабораторный практикум. -М.: ИК МГУПП, 2000.

5. Сычев С.Н., Гаврилина В.А., Муза-левская Р.С. Высокоэффективная жидкостная хроматография как метод определения фальсификации и безопасности продукции. - М.: ДеЛи Принт,

2005.

Рис. 2. Структура крахмальных зерен готового хлеба в зависимости от способа размораживания и допекания ржано-пшеничных частично выпеченных полуфабрикатов