Способ производства зерновых хлебобулочных изделий
METHOD FOR PRODUCTION OF GRAIN BAKERY PRODUCTS

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на хлебопекарных предприятиях при производстве хлебобулочных изделий профилактического питания повышенной пищевой ценности.
Одним из способов обогащения хлебобулочных изделий является введение натуральных добавок из растительного сырья в числе которых основное место занимают зерновые продукты. Хлебобулочные изделия с добавлением зерновых продуктов получили наибольшее распространение. Зерновые продукты, используемые для обогащения хлебобулочных изделий, подразделяют на: цельное зерно (в том числе пророщенное), отруби, хлопья из зерновых; многозерновые смеси из цельного зерна и семян или цельного зерна, муки, цельносмолотой муки [Нилова Л.П. Товароведение и экспертиза зерномучных товаров: учебник / Л.П. Нилова. - М.: ИНФРА-М, 2019. - 448 с.].
Известны различные способы приготовления зернового хлеба, различающиеся рецептурными компонентами и ведением отдельных стадий производства. Отдельные из известных способов производства зернового хлеба предусматривают перед замачиванием и измельчением зерна его шелушение с сохранением зародышей и алейронового слоя, другие предполагают также и удаление зародыша. При этом высокой популярностью у населения пользуются хлебобулочные изделия из цельного зерна, поскольку именно в оболочках и зародышах, удаляемых при сортовом помоле зерна, содержится наибольшее, относительно остальных частей зерновки, количество физиологически значимых компонентов - витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, минералов и пищевых волокон.
Известен способ производства зернового хлеба, предусматривающий промывку зерна проточной водой, его замачивание, измельчение, приготовление теста из полученной зерновой массы с добавлением рецептурных компонентов, выбраживание теста, его разделку, расстойку и выпечку, отличающийся тем, что замачивание зерна проводят при температуре воды 25…40°С в течение 40-60 ч до влажности 40-55% при этом его дополнительно промывают водой, которую подают сначала снизу под давлением 3-5 атм, а потом сверху, затем зерно окончательно промывают, перед приготовлением теста измельченную зерновую массу перемешивают в течение 1-3 мин и оставляют на созревание в течение 10-30 мин, после чего в нее вводят рецептурные компоненты, перемешивают в течение 4-7 мин и обминают, причем до выпечки тестовые заготовки подвергают активному пароувлажнению при 240…300°С, а готовые изделия охлаждают до температуры не более 60°С и упаковывают [Способ производства зернового хлеба из целого биологически активного зерна пшеницы. Вепренцова В.Г., Вепренцов С.С. Патент на изобретение RU 2101960 С1, 20.01.1998. Заявка №97100550/13 от 23.01.1997.].
У этого способа имеется ряд недостатков: размол зерна, не подвергавшегося проращиванию, повышает нагрузку на рабочие органы измельчающего оборудования, а содержание биологически активных компонентов в таком зерне несущественно; отсутствие обеззараживающих обработок многократно повышает риски микробиологических опасностей, сопровождающих технологию хлебопечения; высокие затраты питьевой воды для периодической промывки зерновой массы на этапе набухания зерна; добавки, вносимые в состав продукта по предложенным рецептурам несут преимущественно энергетическую ценность, в то время, как при современной конъюнктуре потребительского рынка предпочтительны продукты питания, с пониженным содержанием «быстрых углеводов».
Известен способ производства зернового хлеба, включающий замачивание целого нешелушенного зерна пшеницы в водном растворе ферментных препаратов цитолитического действия, его диспергирование, добавление к полученной зерновой массе рецептурных компонентов, замес теста, его брожение, разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок. Зерно пшеницы замачивают в присутствии порошка из семян брокколи с размером частиц менее 5 мкм в количестве 1% от массы зерна и цитолитических ферментных препаратов в течение 16-18 часов при температуре 20…30°С при соотношении зерна и замочной жидкости 1:1 до появления ростков длиной 1-2 мм. Замес теста проводят с использованием диспергированной зерновой массы и сухой пшеничной клейковины в количестве 3-5% от массы зерна. Изобретение позволяет получить хлеб с повышенной биологической ценностью, с улучшенными органолептическими, физико-химическими показателями качества и антимикробными свойствами, а также расширить ассортимент зернового хлеба за счет использования проросшего зерна пшеницы [Способ производства зернового хлеба. Корячкина С.Я., Кузнецова Е.А., Черепнина Л.В. Патент на изобретение RU 2494626 С2, 10.10.2013. Заявка №2011150967/13 от 14.12.2011].
У этого способа имеется ряд недостатков. Так, в качестве антимикробного препарата рекомендовано применять порошок семян брокколи, который в промышленном масштабе не производится, а использование для его получения посевного материала экономически неоправданно. Предложение использовать цитолитические препараты с целью инициации биохимических превращений, благодаря которым в порошке семян брокколи образуется антимикробный компонент сульфорафан, является избыточной, поскольку степень измельчения является достаточной для активации собственных ферментных систем материала. К тому же, биоцидная активность сульфорафана ограничивается бактериями, которые не являются единственным опасным фактором микробиологического характера, что сопровождают хлебопекарное производство. Использование цитолитических ферментных препаратов при проращивании зерна пшеницы, предваряющем его диспергирование, также технологически и экономически мало оправдано, поскольку на этом этапе успешно активизируются автоферментативные процессы зерновки, разрушающие сложные вещества структурных и запасных компонентов клетки до более простых. Кроме того, при замесе теста предложено вводить в его состав сухую клейковину, в то время, как при современной конъюнктуре потребительского рынка предпочтительны продукты питания, с пониженным содержанием глютена. При этом, в составе рецептуры отсутствуют какие-либо обогащающие добавки, повышающие биологическую ценность вырабатываемых продуктов
Известен способ производства зернового хлеба, который состоит в следующем. Тесто готовят безопарным способом. Предварительно нешелушенное зерно пшеницы очищают, промывают и выдерживают в питьевой воде при температуре 18…20°С в течение 20-24 ч, затем снова промывают и подвергают проращиванию в течение 10-12 ч до размера ростков не более 1,5 мм. Измельчают зерно пшеницы резанием, пропуская его через измельчитель с диаметром отверстий 2 мм. Замешивают тесто из измельченной зерновой массы, раствора соли поваренной пищевой, суспензии дрожжей хлебопекарных прессованных, сухой закваски «Хмелевая злаковая» из биоактивированного зерна пшеницы, муки из отрубей гречишных и питьевой воды, причем все рецептурные компоненты при замесе вносят в определенной последовательности: вначале в тестомесильную машину дозируют измельченную зерновую массу из биоактивированного зерна пшеницы, затем при работающем месильном органе тестомесильной машины добавляют раствор поваренной пищевой соли, прессованные дрожжи в виде суспензии, сухую закваску «Хмелевая злаковая» из биоактивированного зерна пшеницы, взятую в количестве 10% к массе сухого зерна, муку из отрубей гречишных, взятую в количестве 5% к массе сухого зерна, затем замес продолжают 3-5 мин, тестовые заготовки сразу формуют после замеса теста, выпечку проводят при температуре 190…220°С в течение 30-35 мин, тесто готовят при следующем содержании рецептурных компонентов, г на 100 г сухого нешелушенного зерна: измельченная зерновая масса из биоактивированного зерна пшеницы - 130,9, сухая закваска «Хмелевая злаковая» из биоактивированного зерна пшеницы - 10,0, мука из отрубей гречишных - 5,0, раствор поваренной пищевой соли - 5,7, суспензия дрожжей хлебопекарных прессованных - 8,0, вода - из расчета влажности теста 48%. [Способ производства зернового хлеба. Пономарева Е.И., Алехина Н.Н., Напрасникова А.А., Быковская И.С. Патент на изобретение RU 2619277 С, 15.05.2017. Заявка №2015147510 от 05.11.2015].
Этот способ является наиболее близким к предлагаемому изобретению и принят нами за прототип.
У этого способа имеется ряд недостатков: при реализации процессов замачивания и в ходе прорастания влажного зерна без принятия соответствующих мер неизбежно возникновение очагов развития бактерий и плесневых грибков, способных вызвать порчу зерновой массы за короткий период времени; вносимые на этапе замеса теста закваска «Хмелевая злаковая» и мука из отрубей гречишных способны придать готовым хлебобулочным изделиям характерные для этих компонентов специфические органолептические свойства; наличие высокого количества балластных компонентов, входящих в состав цельного зерна пшеницы и муки из отрубей гречишных резко снижает количество клейковины в составе хлебного теста, что отрицательно сказывается на структурно-механических и органолептических характеристиках готового продукта.
Техническим результатом изобретения является сокращение расхода воды и трудозатрат на проращивание зерна, повышение пищевой ценности и органолептических характеристик, формирование улучшенных структурно-механических и физико-химических свойств, микробиологическая чистота и продление срока годности готовых хлебобулочных изделий.
Технический результат достигается тем, что в способе, производства зерновых обогащенных хлебобулочных изделий, включающем промывку и замачивание целого нешелушенного зерна пшеницы, его набухание, проращивание, измельчение проросшего зерна, замес теста на основе полученной зерновой массы и других рецептурных компонентов с применением закваски и обогащающего компонента, брожение, разделку, расстойку и выпечку, согласно изобретению целое нешелушенное зерно пшеницы промывают питьевой водой однократно, замачивание его осуществляют для набухания и проращивания водным экстрактом из шишек хмеля на 18-20 ч при 25…30°С и соотношении твердой и жидкой фаз 1:0,5-1:0,8 до появления ростков длиной 0,5-1 мм; в качестве обогащающего компонента применяют рисовую мучку; в качестве закваски используют закваску спонтанного брожения, составляемую из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и рисовой мучки, взятых в количествах по рецептуре, смешиванием их с дрожжевой эмульсией из XU рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных и расчетным количеством воды до влажности 50%, с последующим сбраживанием при температуре 25…30°С в течение 10-12 ч до достижения кислотности 6,0-8,0 град; замес теста осуществляют при внесении всех рецептурных компонентов в следующей последовательности: в тестомесильную машину вначале вносят измельченное проросшее зерно пшеницы, затем при работающем месильном органе тестомесильной машины постепенно вводят закваску спонтанного брожения, оставшуюся часть рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных в виде эмульсии, раствор соли поваренной пищевой, замес продолжают 5-7 мин, брожение теста осуществляют в течение 60-90 мин, после чего тесто разделывают и тестовые заготовки помещают в расстойный шкаф при температуре 38…40°С на 30-35 мин, затем проводят выпечку при температуре 215…235°С в течение 30-35 мин; тесто с влажностью 45% готовят при следующем содержании рецептурных компонентов, кг, на 100 кг готовых хлебобулочных изделий:
измельченное проросшее зерно пшеницы
80,0;
мука пшеничная хлебопекарная первого сорта
15,0;
дрожжи прессованные хлебопекарные
1,5;
рисовая мучка
5,0;
соль поваренная пищевая
1,0.
Целое нешелушенное зерно пшеницы промывают питьевой водой однократно, что является достаточным усилием для удаления пылевидных частиц и легковесных примесей из подготавливаемой зерновой массы перед последующим его замачиванием для набухания и проращивания.
Замачивание промытого нешелушеного зерна пшеницы осуществляют для его набухания и последующего прорастания в течение 18-20 ч при 25…30°С, что является оптимальными условиями для образования ростков длиной 0,5-1 мм, когда накопление биологически активных компонентов прорастающей зерновкой максимально, а автоферментативные повреждения белкового и углеводного комплексов минимальны и несущественны для формирования качества производимых хлебобулочных изделий.
Соотношение твердой и жидкой фаз 1:0,5-1:0,8 является оптимальным, поскольку при меньшем количестве жидкости возникнет необходимость в неоднократном ее внесении, что сопряжено с дополнительными трудозатратами, а количество жидкой фазы, превышающее установленный оптимум, существенно ограничит количество доступного кислорода воздуха и замедлит прорастание зерновок.
Применение для замачивания зерна водного экстракта из шишек хмеля благодаря наличию в нем антисептических веществ позволяет максимально снизить микробиологическую обсемененность обрабатываемого материала. Компонентный состав и параметры режимов приготовления экстракта из шишек хмеля приняты нами исходя из рекомендаций, приведенных в открытых источниках и являются общеизвестными признаками, а потому сущности изобретения не составляют и в тексте заявки не приводятся [Кузнецова Е.А. Применение хмелевого экстракта для повышения микробиологической безопасности зерна в процессе подготовки к производству зерновых хлебобулочных изделий / Е.А. Кузнецова, С.Я. Корячкина, Е.В. Хмелева // Фундаментальные исследования. - 2010. - №12 - С. 100-104]. Этот прием позволяет сократить количество промывных вод до минимума.
Стадия проращивания зерна повышает его биологическую ценность и профилактическую направленность вырабатываемых из него хлебобулочных изделий. Использование для приготовления теста измельченного пророщенного цельного зерна приводит к накоплению в продукте пищевых волокон и антиоксидантов. Пророщенное зерно по сравнению с непророщенным содержит значительно больше витаминов (преимущественно Е и группы В), а макро- и микроэлементы при прорастании переходят в легкоусвояемую форму, поскольку инактивируется фитиновая кислота, снижающая биодоступность минералов. Прорастание зерна приводит к увеличению его автолитической способности. Благодаря активности протеолитических ферментов в пророщенном зерне, улучшается усвояемость белков с возрастанием общего количества аминокислот, а крахмал под действием амилолитического комплекса в прорастающих зерновках частично гидролизуется до солодового сахара, что также повышает его доступность для пищеварительной системы и микрофлоры брожения. В то же время, чрезмерная активность гидролитических ферментов затрудняет получение зернового хлеба удовлетворительного качества. Действие протеолитических ферментов в процессе приготовления теста приводит к его разжижению и расслаблению, а под действием амилолитических ферментов, особенно α-амилазы, происходящее расщепление крахмала приводит к получению хлеба с липким, заминающимся мякишем.
Наиболее эффективным средством улучшения показателей качества хлебобулочных изделий при использовании для их производства проросшего зерна является повышение кислотности теста, что может быть достигнуто путем применения заквасок, внесение которых в состав хлебного теста понижает активность протеиназы и снижает температуру инактивации α-амилазы при выпечке хлеба. В заявляемом способе тесто для зернового хлеба предложено готовить на закваске спонтанного брожения.
Процесс молочнокислого брожения может возникать самопроизвольно (спонтанно), когда создаются благоприятные условия для развития естественных молочнокислых бактерий. Закваска спонтанного брожения - закваска, в которой при определенных параметрах этапа брожения (продолжительности и температуре) происходит накопление дрожжей и молочнокислых бактерий, характерных составу природной микрофлоры, обитающей на поверхности зерновок. Использование закваски спонтанного брожения для приготовления зернового хлеба позволяет повысить качество изделий, интенсифицировать процесс приготовления, замедлить скорость черствения за счет повышения кислотности теста, приводящей к перераспределению влаги продукта с понижением массовой доли свободной воды в пользу накопления связанной, что позволяет увеличить срок сохранения его свежести.
Приготовление закваски спонтанного брожения предложено осуществлять н основе муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и рисовой мучки, которая является компонентом, богатым пищевыми веществами и выступает не только в роли обогатителя, повышающего пищевую ценность вырабатываемых хлебобулочных изделий, но также является и фактором дополнительного питания дрожжевых клеток, что интенсифицирует этот технологический этап.
Рисовая мучка, вносимая в состав продукта по заявленной рецептуре, оказывает влияние на структурно-механические свойства теста благодаря значительному содержанию в ней липидов. При этом отношение упругости к растяжимости, характеризующее баланс показателей физических свойств теста, значительно возрастает [Болдина А.А. Влияние рисовой мучки на хлебопекарные свойства пшеничной муки / А.А. Болдина, Н.В. Сокол, Н.С. Санжаровская // Техника и технология пищевых производств. - 2016. - №1 (40). - С. 5-10.], что в условиях высокой активности протеолитических ферментов прорастающего зерна выступает фактором, благоприятствующим формированию высоких показателей физико-химических характеристик хлебобулочных изделий, производимых по заявляемому способу. Количество рисовой мучки 5% является достаточным для формирования оптимальных физико-химических и структурно-механических свойств вырабатываемой по заявляемому способу хлебобулочных изделий.
Внесение дрожжевой эмульсии из ХЦ рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных при составлении смеси для получения закваски спонтанного брожения оптимально для инициации начала биотехнологических процессов в составленной массе. Меньшее количество дрожжей замедляет процесс получения закваски, а большее делает его предельно интенсивным с накоплением избыточного количества компонентов, препятствующих развитию молочнокислого брожения в массе продукта.
Влажность составленной смеси для получения закваски 50% позволяет осуществить замес до однородной массы быстро и получить по завершении брожения оптимальную консистенцию продукта для последующего замеса хлебного теста на его основе. Температура этапа сбраживания подготовленной смеси 25…30°С обеспечивает оптимальную длительность брожения в течение 10-12 ч до достижения требуемой кислотности закваски 6,0-8,0 град, которая необходима как для снижения активности ферментного комплекса измельченного проросшего зерна, так и для формирования требуемых структурно-механических свойств получаемого продукта, длительного сохранения связанной влаги и подавления развития патогенной микрофлоры в нем при хранении. Внесение спонтанной закваски в тесто сокращает продолжительность его брожения на этапах отлежки и расстойки во многом благодаря применению рисовой мучки.
При этом, описанная последовательность внесения компонентов в ходе замеса теста по заявляемому способу позволяет эффективно формировать требуемые физико-химические и структурно-механические свойства производимых из него хлебобулочных изделий: соединение измельченного зерна с закваской спонтанного брожения на первом этапе замеса сохраняет концентрации активных компонентов соединяемых фаз на изначальном уровне, что позволяет им предельно быстро прореагировать друг с другом с получением ожидаемого эффекта.
Способ реализуют следующим образом.
Целое нешелушенное зерно пшеницы однократно промывают питьевой водой для удаления пылевидных частиц и легковесных примесей, замачивают для набухания и проращивания водным экстрактом из шишек хмеля на 18-20 ч при 25…30°С и соотношении твердой и жидкой фаз 1:0,5-1:0,8 до появления ростков длиной 0,5-1 мм, после чего проросшее зерно измельчают; в качестве обогащающего компонента применяют рисовую мучку; готовят закваску спонтанного брожения, которую составляют из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и рисовой мучки, взятых в количествах по рецептуре, смешивая их с дрожжевой эмульсией из ¼ рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных и расчетного количества воды до влажности 50% и сбраживая при температуре 25…30°С в течение 10-12 ч до достижения кислотности 6,0-8,0 град; тесто замешивают, внося в тестомесильную машину все рецептурные компоненты в следующей последовательности: вначале вносят измельченное проросшее зерно пшеницы, затем при работающем месильном органе тестомесильной машины постепенно вводят закваску спонтанного брожения, оставшуюся часть рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных в виде эмульсии, раствор соли поваренной пищевой, замес продолжают 5-7 мин, брожение теста осуществляют в течение 60-90 мин, после чего тесто разделывают и тестовые заготовки помещают в расстойный шкаф при температуре 38…40°С на 30-35 мин, затем проводят выпечку при температуре 215…235°С в течение 30-35 мин, тесто с влажностью 45% готовят при следующем содержании рецептурных компонентов, кг, на 100 кг готовых хлебобулочных изделий:
измельченное проросшее зерно пшеницы
80,0;
мука пшеничная хлебопекарная первого сорта
15,0;
дрожжи прессованные хлебопекарные
1,5;
рисовая мучка
5,0;
соль поваренная пищевая
1,0.
Конкретные примеры осуществления заявляемого способа.
Пример 1. Целое нешелушенное зерно пшеницы однократно промывают питьевой водой для удаления пылевидных частиц и легковесных примесей, замачивают для набухания и проращивания водным экстрактом из шишек хмеля на 18 ч при 30°С и соотношении твердой и жидкой фаз 1:0,8 до появления ростков длиной 0,5 мм, после чего проросшее зерно измельчают; в качестве обогащающего компонента применяют рисовую мучку; готовят закваску спонтанного брожения, которую составляют из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и рисовой мучки, взятых в количествах по рецептуре, смешивая их с дрожжевой эмульсией из ¼ рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных и расчетного количества воды до влажности 50% и сбраживая при температуре 30°С в течение 10 ч до достижения кислотности 8,0 град; тесто замешивают, внося в тестомесильную машину все рецептурные компоненты в следующей последовательности: вначале вносят измельченное проросшее зерно пшеницы, затем при работающем месильном органе тестомесильной машины постепенно вводят закваску спонтанного брожения, оставшуюся часть рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных в виде эмульсии, раствор соли поваренной пищевой, замес продолжают 5 мин, брожение теста осуществляют в течение 60 мин, после чего тесто разделывают и тестовые заготовки помещают в расстойный шкаф при температуре 40°С на 30 мин, затем проводят выпечку при температуре 215°С в течение 35 мин, тесто с влажностью 45% готовят при следующем содержании рецептурных компонентов, кг, на 100 кг готовых хлебобулочных изделий:
измельченное проросшее зерно пшеницы
80,0;
мука пшеничная хлебопекарная первого сорта
15,0;
дрожжи прессованные хлебопекарные
1,5;
рисовая мучка
5,0;
соль поваренная пищевая
1,0.
Пример 2. Целое нешелушенное зерно пшеницы однократно промывают питьевой водой для удаления пылевидных частиц и легковесных примесей, замачивают для набухания и проращивания водным экстрактом из шишек хмеля на 20 ч при 25°С и соотношении твердой и жидкой фаз 1:0,5 до появления ростков длиной 1 мм, после чего проросшее зерно измельчают; в качестве обогащающего компонента применяют рисовую мучку; готовят закваску спонтанного брожения, которую составляют из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и рисовой мучки, взятых в количествах по рецептуре, смешивая их с дрожжевой эмульсией из ¼ рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных и расчетного количества воды до влажности 50% и сбраживая при температуре 25°С в течение 12 ч до достижения кислотности 6,0 град; тесто замешивают, внося в тестомесильную машину все рецептурные компоненты в следующей последовательности: вначале вносят измельченное проросшее зерно пшеницы, затем при работающем месильном органе тестомесильной машины постепенно вводят закваску спонтанного брожения, оставшуюся часть рецептурного количества дрожжей прессованных хлебопекарных в виде эмульсии, раствор соли поваренной пищевой, замес продолжают 7 мин, брожение теста осуществляют в течение 90 мин, после чего тесто разделывают и тестовые заготовки помещают в расстойный шкаф при температуре 38°С на 35 мин, затем проводят выпечку при температуре 235°С в течение 30 мин, тесто с влажностью 45% готовят при следующем содержании рецептурных компонентов, кг, на 100 кг готовых хлебобулочных изделий:
измельченное проросшее зерно пшеницы
80,0;
мука пшеничная хлебопекарная первого сорта
15,0;
дрожжи прессованные хлебопекарные
1,5;
рисовая мучка
5,0;
соль поваренная пищевая
1,0.
Данное изобретение может найти широкое применение в технологии хлебопечения, что свидетельствует о его промышленной применимости.
Для подтверждения промышленной применимости предложенных технических решений были проведены экспериментальные выпечки хлебобулочных изделий. Оценку качества выпеченных изделий проводили по органолептическим (таблица 1), отдельным показателям потребительской ценности (таблица 2), физико-химическим и микробиологическим показателям (таблица 3). В качестве контроля использовали хлебобулочные изделия по способу прототипу.
Технический результат достигается только при сочетании описанных параметров процесса, соблюдении указанного соотношения компонентов и последовательности их внесения, чем обеспечивается сокращение расхода воды и трудозатрат на проращивание зерна, повышение пищевой ценности и органолептических характеристик, формирование улучшенных структурно-механических и физико-химических свойств, микробиологическая чистота и продление срока годности готовых хлебобулочных изделий.
Положительный эффект при реализации разработанного способа заключается в том, что он позволяет вырабатывать хлебобулочные изделия длительного хранения путем применения специальных приемов на подготовительных этапах производственного процесса и в повышении пищевой ценности за счет внесения в состав композитной смеси обогащающих компонентов, а также в расширении ассортимента продукции хлебопекарной отрасли.