Влияние пектиновых веществ на активизацию производственных заквасок, используемых в производстве ржано-пшеничного хлеба

промышленности

УДК 633.85 + 663.3

Влияние пектиновых веществ на активизацию производственных заквасок, используемых в производстве ржано-пшеничного хлеба

Influence of pectin substances on the activation of the production of starter cultures used in the production of rye bread

Доцент З.Н. Хатко, магистрант E.B. Наумова (Майкопский государственный технологический университет) кафедра технологии пищевых продуктов и организации питания, тел. 8-988-477-12-19 E-mail: znkhatko@mail.ru

Associate Professor Z.N. Hatko, Undergraduate E.V. Naumova (Maykop state technological university) chair of technology of foodstuff and catering services, tel. 8-988-477-12-19 E-mail: znkhatko@mail.ru

Реферат. Для развития и улучшения качества питания населения РФ с целью выведения населения на здоровое питание в период до 2020 г. установлена программа, в соответствии с которой должны разрабатываться продукты с функциональной направленностью для оздоровления и профилактики различных заболеваний. Хлеб является хорошей альтернативой для создания продуктов функционального назначения. Современная стратегия по развитию функционального питания предполагает применение новых ресурсов, использование нетрадиционных видов сырья, создание новых технологий, которые позволяют повысить биологическую и пищевую ценность, придавая продукту заданные свойства. Приведены результаты исследования влияния пектиновых веществ на активизацию двух видов производственных заквасок (ржаной п хмелевой), используемых в производстве ржано-пшеничного хлеба «Дарницкий». Для выработки опытных образцов использованы два вида заквасок (ржаная и хмелевая), активированных с помощью яблочного и цитрусового пектинов в количестве 1 и 5 %. Установлено, что яблочный и цитрусовый пектины в количестве 5 % существенно активизируют ржаную и хмелевую производственные закваски. Это приводит к улучшению реологических показателей теста, сокращает время подъема тестовой заготовки с 55...60 до 45 мин, увеличивает пористость хлеба.

Summary. For development and improvement of quality of food of the population of the Russian Federation for the purpose of removal of the population on healthy food during the period till 2020 the program according to which products with functional orientation have to be developed for improvement and prevention of various diseases is installed. Bread is a good alternative for creation of products of functional purpose. Modern strategy for development of functional food assumes application of new resources, use of nonconventional types of raw materials, creation of new technologies which allow to increase biological and nutrition value, giving to a product the set properties. Results of a research of influence of pectic substances on activization of two types of the production ferments (rye and hop) used in production of Darnytsia rye white bread are given in article. For development of test pieces two types of the ferments (rye and hop) activated by means of malic and citrus pectins in number of 1 and 5 % are used. It is established that malic and citrus pectins in number of 5 % significantly make active lye and hop production ferments. It leads to improvement of rheological indexes of the test, reduces a rise time of test preparation from 55...60 min to 45 min, increases porosity of bread.

Ключевые слова: ржано-пшеничный хлеб, полуфабрикаты, закваски, пектиновые вещества, дозирование добавок, реология полуфабрикатов.

Keywords: rye-wheat bread, processed foods, yeast, pectin, additives dosing, rheology of semifinished products.

© Хатко 3.H., Наумова E.B., 2017

Для развития и улучшения качества питания населения РФ с целью выведения населения на здоровое питание в период до 2020 г. установлена программа, в соответствии с которой должны разрабатываться продукты с функциональной направленностью для оздоровления и профилактики различных заболеваний. Хлеб является хорошей альтернативой для создания продуктов функционального назначения.

Официальная статистика по производству хлебобулочных изделий в РФ свидетельствует о том, что объем производства ежегодно составляет 7 млн т. Сегментация отрасли хлебопекарного производства представлена следующим образом: крупные хлебозаводы производят примерно 71 % от общего объёма; пекарни в супермаркетах - 14 % (с тенденцией роста до 20 % к 2018 г.) и небольшие пекарни - 12 % (до 16 % к 2018 г.) и прочие - 3 %. Наиболее востребованными остаются хлебные изделия из пшеничной и ржано-пшеничной муки. Ассортимент хлебобулочных изделий также пополняется новыми хлебобулочными изделиями, которые имеют функциональную направленность.

Необходимость разработки таких продуктов питания состоит в том, что снижается уровень жизни от различного рода заболеваний, существует дефицит витаминов С, В1, В2, В9, микроэлементов йода, фтора, селена, железа, ухудшается экология, люди стали нуждаться в сбалансированном питании, обогащенном полезными веществами. Этим обусловлена актуальность разработки и производства продуктов функционального назначения.

Современная стратегия по развитию функционального питания предполагает применение новых ресурсов, использование нетрадиционных видов сырья, создание новых технологий, которые позволяют повысить биологическую и пищевую ценность, придавая продукту заданные свойства [1, 2, 3].

При создании функциональных продуктов питания особое место занимает хлеб как продукт, потребляемый в пищу каждый день. Он выступает как источник энергии (36,6 %), белка (40 %), углеводов (53 %), однако наблюдается спад в употреблении ржаных хлебов, хотя ржаная мука обладает рядом преимуществ.

Ржаной хлеб по своей структуре еще в тесте имеет отличительные особенности от пшеничного хлеба. Самым важным отличием ржаного теста является его высокая кислотность, обусловленная химическим составом ржи. Она в 3...4 раза выше, чем у пшеничного теста. Ржаная мука независимо от содержания глюте-ниновой и глиадиновой фракций не способна образовывать хороший каркас мякиша хлебобулочных изделий. А при кислотности теста рН 10... 12 наблюдается улучшение реологических свойств ржаного теста. Для разрыхления и повышения реологии ржаного теста используют биологический способ: специально подготавливают закваски, в которых создаются условия для развития молочнокислых бактерий (МКБ) и дрожжей. МКБ, вырабатывая молочную кислоту, оказывают существенное влияние на физические свойства ржаного теста.

Основным способом регулирования протекания биохимических процессов в ржаных заквасках является подбор микрофлоры заквасок, а также компонентов питательной смеси.

На развитие дрожжей и МКБ в ржаных заквасках влияют температура, влажность, кислотность среды, а также качество сырья, используемого для питательных сред. Ржаное тесто и закваска неразделимо связанны, так как ведение ржаного теста невозможно без добавления закваски. Внесение закваски в ржаное тесто обеспечивает улучшение реологии, как следствие, - хороший каркас мякиша хлеба; придание органолептических свойств хлебу ржаному за счет молочной кислоты и летучих кислот.

Значимость хлебных продуктов функционального назначения обеспечивается одним из множества направлений:

- рецептурная оптимизация состава, изменение соотношения ингредиентов в пользу улучшения физиологической ценности продукта;

- исключение нежелательных компонентов из рецептуры: сахар, соль, дрожжи и другие;

- включение ФИ в состав хлебных изделий: мука из нетрадиционных злаков, овощные добавки, семена масличных культур, фруктовые добавки, препараты с минеральным составом, витамины и др;

- разработка технологий для повышения безопасности, качества, усвояемости, а также уменьшение потерь витаминов в процессе производства функциональных продуктов питания.

Как отмечено выше, одним из направлений совершенствования качества хлеба является включение в состав изделий функционального ингредиента. Большой интерес в связи с этим представляют пектиновые вещества - полисахариды растительного происхождения, обладающие широким спектром технологических, профилактических и лечебных действий [8]. Пектин и его производные обладают набухаемостью, вязкостью, эмульгирующими свойствами, способностью образовывать гели, повышать водопоглотительную способность, увеличивать объем выпекаемых изделий и, удерживая влагу, повышать мягкость изделий в хранении. Он обеспечивает более эластичную и пористую структуру мякиша.

Исследованиями установлено, что внесение в тесто пектинов влияет на биохимические, коллоидные и микробиологические процессы приготовления теста:

- повышается начальная кислотность;

- снижается рН;

- процесс брожения в тесте идет более активно;

- наблюдается укрепление клейковины.

Цель работы - исследование влияния пектиновых веществ на активизацию двух видов производственных заквасок (ржаной и хмелевой), используемых в производстве ржано-пшеничного хлеба «Дарницкий». Для выработки опытных образцов использовали эти закваски, активированные с помощью яблочного и цитрусового пектинов в количестве 1 и 5 % (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика пектиновых веществ, используемых для активизации заквасок

Наименование Органолептические показатели рН * (2 % р-р) Содержание пектина*, % Степень этери-фикации*, % Зольность**, %

Яблочный пектин типа АРА 104 (медленной садки) Сыпучий порошок светло-желтого цвета, запах незначительный, без посторонних нот, вкус слабый, без постороннего привкуса 2,8...3,8 > 50 62..66 1,32±0,04

Цитрусовый пектин гипа АРС167В (медленной садки) Сыпучий порошок бледно-коричневого цвета, запах незначительный, без посторонних нот, вкус слабый, без постороннего привкуса 4...5 > 50 58...64 1,35±0,04

* Данные из сертификата «Андре пектин»; ** данные определены в ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Адыгея», протоколы испытаний № 3685 и 3686.

Схема эксперимента включает приготовление ржаной и хмелевой заквасок с добавлением (или без) яблочного (цитрусового) пектина, тестоведение, выпечку, органолептический и физико-химический анализ полученных образцов хлеба «Дарницкий (табл. 2).

Помнил«

Таблица 2

Рецептура хлеба «Дарницкий»

Наименование ингредиентов Количество

Молочнокислая закваска, г 108

Мука ржаная обдирная хлебопекарная, г 187

Мука пшеничная хлебопекарная первого сорта, г 150

Дрожжи хлебопекарные прессованные, г 2

Соль поваренная пищевая, г 5

Вода питьевая, мл 168

Итого 620

За контрольный образец был принят хлеб «Дарницкий» (по ГОСТ 269832015) с использованием ржаной закваски, а для исследуемых образцов использовали ржаную и хмелевую закваски, активированные с помощью яблочного (цитрусового) пектина в количестве 1 и 5 % к массе муки.

Приготовление густой ржаной и хмелевой заквасок делится на несколько этапов:

- разведение лактобактерина в воде с добавление ржаной муки, выдержка в течение 4 ч;

- приготовление дрожжевой суспензии, выдержка в течение 4 ч;

- 1-й этап - подготовка муки и воды, смешивание, добавление дрожжевой суспензии и жидкого лактобактерина, 10... 13 ч, для двух образцов одинаково, кроме внесения хмелевого отвара;

- 2-й этап - «кормление» закваски - добавление муки и воды при температуре 25 °С, перемешивание, выдержка 4...6 ч;

- 3-й этап - «кормление» закваски, выдержка 4...6 ч [4]. Рецептура и режим приготовления заквасок по вариантам эксперимента представлены в табл. 3 и 4.

Таблица 3

Рецептура и режим приготовления густой ржаной (хмелевой) закваски в разводочном цикле с сухим лактобактерином без пектина

Сырье и технологические параметры Активация Фазы разводочного цикла

сухого лактобактерина дрожжей I II III

Суспензия сухого лактобактерина (6 доз в 60 см3 воды), дм3 0,06

Суспензия дрожжей - 0,03 - - -

Активированный лактобакте-рин, кг 4,0

Активированные дрожжи - - 1,0 - -

Закваска предыдущей фазы, кг - - - 27,0 68,0

Количество муки в закваске, кг - - - 13,0 40,0

Мука ржаная обдирная, кг 2,0 0,5 10,5 27,0 60,0

Вода (хмелевой отвар/настой), кг 1,94 0,47 11,5 14,0 42,0

Общая масса, кг 4,0 1,0 27,0 68,0 170,0

Влажность, % 57...58 57... 58 58...60 48...50 48...50

Температура начальная, °С 33...35 28...30 26...28 26...28 26...28

Конечная рН 4...5 - 6...8 8...10 И...14

Продолжительность брожения, ч 4...5 4...5 10...13 4...6 4...6

Таблица 4

Рецептура и режим приготовления густой ржаной (хмелевой) закваски в разведочном цикле с сухим лактобактерином с яблочным (цитрусовым) пектином

Сырье и технологические параметры Активация Фазы разводочного цикла

сухого лактобактерина дрожжей I II III

Суспензия сухого лактобактерина (6 доз в 60 см3 воды), дм3 0,06 - - - -

Суспензия дрожжей - 0,03 - - -

Активированный лактобакте-рин, кг - - 4,0 - -

Активированные дрожжи - - 1,0 - -

Пектин яблочный (цитрусовый) 1 % - - 0,105 0,27 0,6

5 % - - 0,525 1,35 3,0

Закваска предыдущей фазы, кг - - - 27,0 68,0

Количество муки в закваске, кг - - - 13,0 40,0

Мука ржаная обдирная, кг 2,0 0,5 10,5 27,0 60,0

Вода (хмелевый отвар / настой), кг 1,94 0,47 11,5 14,0 42,0

Общая масса, кг 4,0 1,0 27,0 68,0 170,0

Влажность, % 57...58 57...58 58...60 48...50 48...50

Температура начальная, °С 33...35 28...30 26...28 26...28 26...28

Конечная рН 4...5 - 6...8 8...10 И...14

Продолжительность брожения, ч 4...5 4...5 10...13 4...6 4...6

Для приготовления хмелевой закваски использовали хмелевой отвар: 20 г хмелевых соплодий заливается 250 мл кипяченой питьевой воды, выдерживается при легком кипении в течение 40 мин, процеживается, охлаждается. Пектин предварительно смешивают с мукой.

При приготовлении ржаной и хмелевой заквасок наблюдались отличительные характеристики пор заквасок (табл. 5-7).

Таблица 5

Этапы ведения ржаной и хмелевой заквасок

Этап Закваска

ржаная хмелевая

Активация лактобактерина Активность отсутствует, изменились запах и вкус

Активация дрожжей Активность наблюдается сразу после замеса, спустя 2 ч объем увеличился в 3 раза, активность задержалась на несколько минут в высшей точке и начала оседать «шапка»

1 Неравномерное распространение пор в закваске, поры крупные, беспорядочные Более равномерное распределение пор в закваске, поры мелкие, частые

2 Запах кислый Запах кислый

3 Запах молодой молочнокислой закваски Запах молодой молочнокислой закваски

Таблица б

Этапы ведения ржаной и хмелевой заквасок с яблочным

Этап Закваска

ржаная хмелевая

Активация лактобактери-на Активность отсутствует, изменились запах и вкус

Активация дрожжей Активность наблюдается сразу после замеса, спустя 2 ч объем увеличился в 3 раза, активность задержалась на несколько минут в высшей точке и начала оседать «шапка» Активность наблюдается сразу после замеса, спустя 2 ч объем увеличился в 3 раза, активность задержалась на 8 мин в высшей точке и начала оседать «шапка»

1 Неравномерное распространение пор в закваске, поры крупные, беспорядочные Более равномерное распределение пор в закваске, поры мелкие, частые

2 Запах кислый Запах кислый

3 Запах молодой молочнокислой закваски Запах молодой молочнокислой закваски

Таблица 7

Этапы ведения ржаной и хмелевой заквасок с яблочным

Этап Закваска

ржаная хмелевая

Активация лактобактерина Активность отсутствует, изменились запах и вкус

Активация дрожжей Активность наблюдается сразу после замеса, спустя 2 ч объем увеличился в 3 раза, затем активность задержалась на 20 мин в высшей точке и начала оседать «шапка»

1 Более равномерное распределение пор в закваске, поры мелкие, частые, запах молодого теста

2 Равномерное распределение пор, запах кислый

3 Равномерное распределение пор, запах молодой молочнокислой закваски, с яблочным (цитрусовым) запахом

Как показывают данные табл. 5-7, активность ржаной и хмелевой заквасок разная, причем применение пектиновых веществ способствует их активизации. Большая концентрация пектиновых веществ влияет на более равномерное распределение пор (мелких, частых) в закваске, что обеспечивает равномерность ее созревания. Показатели хмелевой закваски превосходят показатели ржаной.

Результаты о конечной активной кислотности заквасок представлены в табл. 8.

Таблица 8

Конечная активная кислотность исследуемых заквасок

Наименование закваски РН

Ржаная (по ГОСТ) И...14

Ржаная (без пектина) 13,1

Ржаная с яблочным пектином (1 %) 12,9

Ржаная с яблочным пектином (5 %) 12,5

Ржаная с цитрусовым пектином (1 %) 13,2

Ржаная с цитрусовым пектином (5 %) 12,8

Хмелевая (без пектина) 13,8

Хмелевая с яблочным пектином (1 %) 13,5

Хмелевая с яблочным пектином (5 %) 13,6

Хмелевая с цитрусовым пектином (1 %) 13,4

Хмелевая с цитрусовым пектином (5 %) 12,9

Как показывают данные табл. 8, все исследуемые закваски имеют конечную активную кислотность от 12,5 до 13,8, что соответствует требованиям госта. На данный показатель влияет и рН используемого пектина.

На следующем этапе проводилась пробная выпечка хлеба с произведенными заквасками, активированными по вариантам эксперимента по схеме: приемка сырья, подготовка остальных ингредиентов, приготовление молочнокислой закваски, замес теста (10... 12 мин), деление, формование, расстойка (45...60 мин, 36 °С), выпечка (40...50 мин, 230...260 °С).

Установлено, что органолептические показатели хлеба, производимого с испытуемыми заквасками, полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ 26983-2015 «Хлеб Дарницкий. Технические условия» (табл. 9).

Таблица 9

Физико-химические показатели хлеба «Дарницкий» с испытуемыми заквасками

Наименование закваски Пористость, % Титруемая кислотность, град.

Ржаная (по ГОСТ) Не менее 59,0 Не более 8,0

Ржаная (без пектина) 67,9 4,2

Ржаная с яблочным пектином (1 %) 68,6 6,6

Ржаная с яблочным пектином (5 %) 70,3 6,0

Ржаная с цитрусовым пектином (1 %) 71,0 5,9

Ржаная с цитрусовым пектином (5 %) 70,9 6,0

Хмелевая (без пектина) 66,5 4,6

Хмелевая с яблочным пектином (1 %) 65,5 5,4

Хмелевая с яблочным пектином (5 %) 72,3 6,2

Хмелевая с цитрусовым пектином (1 %) 66,5 6,6

Хмелевая с цитрусовым пектином (5 %) 75,2 6,4

Как показывают данные табл. 9, пористость и титруемая кислотность исследуемых образцов хлеба изменяется в пределах значений, соответствующих требованиям госта. Причем, применение пектиновых веществ на этапе приготовления заквасок увеличивает пористость хлеба. Максимальные значения пористости получены в вариантах приготовления хмелевой закваски, активизированной цитрусовым (яблочным) пектином в количестве 5 %. Это приводит к улучшению реологических показателей теста, сокращает время подъема тестовой заготовки с 55...60 до 45 мин, увеличивает пористость хлеба.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бердышникова, О.Н. Влияние заквасок, культивируемых на разных питательных средах, на обеспечение микробиологической безопасности хлебобулочных изделий [Текст]/ О.Н. Бердышникова, О.А. Сидорова. // Хлебопекарное производство. -2011. - № 6. - С. 11.

2. Бобренева, И.В. Функциональные продукты питания [Текст] / И.В. Бобренева. - СПб.: ИЦ «Интермедия», 2012. - 180 с.

3. Бобренева, И.В. Подходы к созданию функциональных продуктов питания [Текст] / И.В. Бобренева. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. -484 с.

4. Богатырева, Т.Г. Новые пищевые закваски [Текст]/ Т.Г. Богатырева. // Хлебопродукты. - 2009. - № 3. - С. 12.

5. Гизатов, А.Я. Применение растительного пектина - путь в создании здорового питания [Текст] / А.Я. Гизатов, Н.В. Гизатова. // Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. - 2013. - С. 36.

6. ГОСТ 26983-2015 Хлеб «Дарницкий». Технические условия.

7. ГОСТ 32677-2014 Изделия хлебобулочные. Термины и определения.

8. Хатко, З.Н. Свекловичный пектин полифункционального назначения: свойства, технологии, применение [Текст]/ З.Н. Хатко. - Майкоп: изд-во ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2012. - 244 с.

REFERENCES

1. Berdinkov O.N.,Sidorov О.A. Vliyanie zakvasok, kul'tiviruemykh na raznykh pitatel'nykh sredakh, na obespechenie mikrobiologicheskoy bezopasnosti khlebobulo-chnykh izdeliy [Influence of starter cultures cultivated on different nutrient media, ensuring the microbiological safety of bakery products] Khlebopekarnoe proizvodstvo, 2011, No 6, pp. 11 (Russian).

2. Bobreneva I.V. Funktsional'nye produkty pitaniya [Functional foods], Sankt Peterburg, 2012, 180 pp. (Russian).

3. Bobreneva I. V. Podkhody k sozdaniyu funktsional'nykh produktov pitaniya [Approaches to the creation of functional foods], Moscow, 2012, 484 pp. (Russian).

4. Bogatyreva T.G. Novye pishchevye zakvaski [New food ferments] Khlebo-produkty, 2009, No 3, pp. 12 (Russian).

5. Gizatov A.Y., Guzatov N.V. Primenenie rastitel'nogo pektina - put' v sozdanii zdorovogo pitaniya [Application of vegetable pectin - the way in creating a healthy diet] Innovatsionnye tekhnologii v pishchevoy promyshlennosti: nauka, obrazovanie i proizvodstvo, 2013, pp. 36 (Russian).

6. GOST 26983-2015 Khleb «Darnitskiy». Tekhnicheskie usloviya [The Bread. Specifications] (Russian).

7. GOST 32677-2014 Izdeliya khlebobulochnye. Terminy i opredeleniya [Bakery. Terms and definitions] (Russian).

8. Khatko Z.N. Sveklovichnyy pektin polifunktsional'nogo naznacheniya: svoystva, tekhnologii, primenenie [Beet pectin multifunctional purpose: Properties, technology, application], Maikop, 2012, pp. 244 (Russian).