АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОИЗВОДСТВА БУЛОЧНЫХ

промышленности», г. Кемерово, Россия

Электронный адрес для переписки с автором: bogerver@yandex.ru

К числу актуальных задач современного хлебопечения относится внедрение технологий, позволяющих гибко реагировать на потребности рынка и своевременно обеспечивать потребителей свежевыпеченными хлебобулочными изделиями в широком ассортименте.

Одним из путей решения этих задач является организация производства хлебобулочных изделий на основе частично выпеченных полуфабрикатов. Данная технология приобретает всё большую популярность в хлебопекарной промышленности, так как позволяет концентрировать основную часть производства в достаточно крупных и высокооснащённых центрах, создавая при этом в местах реализации участки, обеспечивающие возможность доведения частично выпеченных полуфабрикатов до состояния готовых изделий по мере востребованности последних потребителями. Такая организация производственного процесса позволяет решить серьёзную проблему, связанную с накоплением невостребованной потребителем продукции из-за её чёрствости. Допекание частично выпеченных полуфабрикатов создаёт возможность выкладывать на прилавок небольшие партии свежевыпеченных булочных изделий и по мере их реализации пополнять новыми.

В настоящее время наиболее проработанным направлением технологии и организации производства хлебобулочных изделий на основе частично выпеченных полуфабрикатов является использование замороженных полуфабрикатов. Однако наряду с очевидными достоинствами использования этих полуфабрикатов практика их применения выявила серьёзные недостатки. Основными из них являются: повышение себестоимости продукции из-за дополнительных энергетических затрат, связанных с замораживанием, хранением и размораживанием полуфабрикатов, а также нестабильность качества хлебобулочных изделий из-за возникновения дефектов полуфабрикатов при размораживании и допекании. Поэтому более привлекательным как с экономической, так и товароведной точек зрения представляется производство и последующее использование полуфабрикатов, не подвергавшихся операциям замораживания и размораживания.

Нами были проведены исследования по изготовлению, хранению и допеканию частично выпеченных полуфабрикатов различной степени готовности.

На основании проведённых исследований, установлена минимальная степень готовности полуфабрикатов, обеспечивающая получение булочных изделий высокого качества. При конвективном способе допекания она составляет – 50 %, а при сверхвысокочастотном – 58 %. Для установления сроков годности частично выпеченных полуфабрикатов контролировали их качество в процессе хранения при различных температурных режимах. Анализ качества проводили по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям. Основными лимитирующими сроки годности показателями оказались микробиологические. В итоге были установлены сроки годности полуфабрикатов, хранившихся без замораживания: при температуре 20±2 С – 6 сут, а при температуре 4±2 С – 8 сут.

Для экономической оценки целесообразности производства булочных изделий по технологии частичной выпечки провели расчёт затрат на технологические нужды при изготовлении, хранении и допекании замороженных полуфабрикатов и полуфабрикатов, не подвергавшихся замораживанию.

Экономическую эффективность рассчитывали на примере 1 т булочных изделий, полученных конвективным допеканием полуфабрикатов со степенью готовности 58 %. Продолжительность хранения последних составляла 5 суток. В качестве контрольных образцов рассматривались изделия, приготовленные из полуфабрикатов, замороженных при температуре минус 40 С и хранившихся при минус 18 С.

Расход электроэнергии на работу тестоприготовительного, тесторазделочного оборудования, расстойного шкафа и хлебопекарной печи определяли согласно нормам расхода электроэнергии при традиционной выпечке. Энергопотребление холодильных камер, необходимое для замораживания (охлаждения) и хранения полуфабрикатов, принимали исходя из расчётов их потребляемой мощности. Так как в расстойном шкафу при расстойке тестовых заготовок, а также в печи при допекании частично выпеченных полуфабрикатов предусмотрено пароувлажнение, при расчёте затрат на технологические нужды были включены затраты по расходу пара.

Результаты расчётов затрат на технологические нужды при производстве булочных изделий на основе частично выпеченных полуфабрикатов со степенью готовности 58 %, хранившихся при температуре 20±2 С и 4±2 С, представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Расчёт затрат на технологические нужды при производстве булочных изделий, приготовленных на основе частично выпеченных полуфабрикатов со степенью готовности 58 %

Наименование показателя	Хранение полуфабрикатов со степенью готовности 58 % при температуре:
	- 18 С	42 С	202 С
Расход электроэнергии на производство 1 т полуфабрикатов и изделий из них, кВт/час	576	576	576
Расход электроэнергии на замораживание (охлаждение) 1 т полуфабрикатов, кВт*ч	7,83	1,74	-
Расход электроэнергии на хранение 1 т замороженных (охлаждённых) полуфабрикатов в течение 5 суток, кВт*ч	511,2	355,2	-
Общая стоимость энергозатрат, руб.	2737,6	2332,4	1440
Расход пара на 1 т изделий, т	0,265	0,265	0,265
Стоимость пара на выпуск 1 т продукции, руб.	66,25	66,25	66,25
Общие затраты на технологические нужды, руб.	2803,88	2398,6	1506,3
Отклонение, %	-	- 14,5	- 46,3

Из данных таблицы 1 видно, что расход электроэнергии на охлаждение полуфабрикатов до температуры 4±2 °С снизился в 4,5 раза по сравнению с её расходом на замораживание таких же полуфабрикатов при температуре минус 40 °С. В случае же хранения полуфабрикатов при 20±2 С расход электроэнергии полностью исключался. Общая стоимость энергозатрат при производстве изделий на основе охлаждённых полуфабрикатов составила 2332,4 руб., что на 892,4 руб.больше по сравнению с использованием полуфабрикатов, хранившихся при 20±2 С, но и на 405,2 руб. ниже по сравнению с изделиями, приготовленными из замороженных полуфабрикатов.

Хранение частично выпеченных полуфабрикатов со степенью готовности 58 % при температуре 4±2 °С и 20±2 °С позволило сократить стоимость общих затрат на технологические нужды по сравнению с замораживанием полуфабрикатов и их хранением при температуре -18 °С на 14,5 % и 46,3 % соответственно.

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что отказ от замораживания частично выпеченных полуфабрикатов позволяет не только сохранить возможность их использования в течение достаточно длительного времени, но и снизить затраты, повышая таким образом экономическую эффективность.

г. Хабаровск, Россия

Электронный адрес для переписки с автором: tpop@mail.ru

Неотъемлемой составной частью мировой продовольственной проблемы была и остается на современном этапе недостаточность высококачественного полноценного белкового питания. После воды белок является следующим наиболее важным компонентом нашего организма. В организме человека белок может образовываться только из пищи.

Современные представления о роли пищи в жизнедеятельности человека опираются на следующие положения: обеспечение организма комплексом пищевых веществ в строго определенном наборе и соотношениях; использование продуктов питания, содержащих нерафинированные формы пищевых компонентов; обеспечение безопасности продуктов питания; придание необходимых структурных форм продуктам как макро-, так и на наноструктурном уровнях. Конструирование пищи – это сложная для решения проблема, компромисс между многими требованиями к пищевым продуктам, поскольку изменения обмена веществ происходят в организме индивида под влиянием климатогеографических, производственных и социально-гигиенических факторов. Специфика природных условий характер изменений внешней и внутренней среды влияют на генетические особенности популяции, природу адаптационных изменений.

Развитие народного хозяйства немыслимо без рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Внедрение ресурсосберегающих инновационных технологий продуктов питания позволит максимально использовать местную сырьевую базу, являющуюся по истине неисчерпаемым источником самых важных и необходимых для человека основных пищевых веществ и витаминов. При разработке комбинированных продуктов очевидна основополагающая роль медико-биологических аспектов, так как при изыскании перспективных источников сырья ведущее место отводится особенностям влияния новых видов продуктов питания на организм человека. В производстве комбинированных пищевых продуктов необходимо сохранять максимальное воспроизводство потребительских свойств, присущих традиционным продуктам, и соблюдать принципы структурной совместимости и комплементарности двух или трех соединений дисперсных пищевых систем. В этой связи возникает необходимость в комплексном подходе к совершенствованию технологии производства продуктов питания.

Производство структурированных многокомпонентных пищевых систем создают широкие возможности регулирования функционально-технологических свойств и вовлечение в производство низкосортного сырья с одновременным его облагораживанием и повышением биологической ценности. Приоритетным направлением в области государственной политики здорового питания является использование дополнительных источников полноценного белка.

Включение белковых добавок, предназначенных для частичной или полной замены традиционных белков, растительные белки не могут использоваться в порошковой форме. Они должны быть соответствующим образом оструктурены перед включением в продукт питания, чтобы иметь привлекательную текстуру.

Переработка пищевого сырья с помощью экструзии обусловлена следующими основными причинами: большим объёмом и разнообразием продукции, производимой с помощью этой технологии, экономическим эффектом.

Исследование структуры экструдотов показало, что необходимым условием получения экструзионных продуктов питания являются: увлажнение и пластификация сырья получение расплава биополимеров структурирование расплава под действием сил сдвига и растяжения его охлаждения. Наиболее важным из перечисленных условий является получение расплава биополимеров, то есть переход биополимеров в условиях экструзии в вязко - текучее состояние. Существенную роль в процессе термопластической экструзии играет вода, хотя ее содержание в экструзионном сырье не превышает 40%.

Количество воды должно быть достаточным для завершения гидратации большинства биомакромолекул и образование мономолекулярного гидратного слоя. Рассматривая экструзию как термодинамический процесс, следует отметить важную роль воды, которая при отмеченных выше условиях может существовать только в жидкой фазе. После прохождения зоны формования и разгрузки происходит мнгновенный переход продукта из области высоких давлений в условия атмосферного. При температуре 110-130 °С это сопровождается декомпромиссионым взрывом: вода, которая находится в белковом тесте, переходит в парообразное состояние с выделением значительного количества энергии, что приводит к деструкции клеточных структур, то есть взрыва и вспучивания продукта.

В результате экструзии происходят существенные изменения и тектурирование не только на клеточном уровне, но и сложные химические, микробиологические, то есть стерилизация и физические процессы и явления. Конечным результатом экструзии является текстурат, который представляет собой вспученный, вздутый продукт с пористой структурой и с влажностью около 9-10 %.

На основании проведенных исследований высказано предположение, согласно которому в основе формирования микроволокнистой структуры экструдатов лежит явление деформации дисперсных частиц при течении гетерофазного расплава смеси белков и полисахаридов. Деформация является результатом действия сил сдвига и растяжения, возникающих при его течении. Учитывая вышеизложенное, появляется возможность целенаправленно регулировать ключевые функциональные свойства продуктов и прогнозировать их поведение в сложных пищевых системах.

Важную роль при разработке новых рецептур играет исследование функциональных свойств продуктов. В основе получения экструзионных продуктов пористой, волокнистой и однородной структуры лежат явления деформации дисперсных частиц гетерофазного расплава биополимеров и его последующего формования. Результаты исследований дали возможность не только определить условия получения экструдатов заданной структуры, но и найти пути регулирования ключевых функциональых свойств. это дает возможность целенаправленно регулировать ключевые функциональный свойства продуктов и прогнозировать их поведение в сложных пищевых системах.

Для оценки свойств экструдатов исследовали целый ряд параметров таких, как водо- и жиросвязывающую способность экструдатов, распределение в них воды, эмульсионную емкость и стабильность. В таблице 1 представлены данные по функционально-технологическим показателям текстурированной соевой.

Учитывая изложенные в таблице 1 показатели, делаем вывод о том, что функционально-технологические показатели исследуемой текстурированной соевой муки, в частности водо- и жиропоглотительная способности, а также эмульгирующая емкость и агрегативная стабильность, реокомендуют ее использование в производстве рубленых изделий, а также в качестве мясонаполнителей.

С помощью такой технологии можно получить очень многие виды пищевых продуктов с высоким содержанием белков, готовые к употреблению порошки и гранулы, корм для домашних животных.
УДК 661.734:663.15
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ НА ОСНОВЕ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
Шарова Н.Ю.
ГНУ Всероссийский НИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Российской академии сельскохозяйственных наук, г. Санкт-Петербург, Россия
Ключевые слова: крахмалсодержащее сырье, лимонная кислота, ферментные препараты

До настоящего времени основным сырьем в производстве пищевой лимонной кислоты остается меласса, несмотря на ряд существенных факторов, осложняющих проведение технологического процесса. Основными из них являются непостоянный состав данного сырья, сравнительно невысокое содержание ферментируемых углеводов, использование токсичных химических реагентов для удаления из мелассы примесей, отрицательно влияющих на биосинтетическую способность продуцента лимонной кислоты.

В связи с актуальностью проблемы экологизации пищевых производств и получаемых продуктов, а также повышенными требованиями к охране окружающей среды необходим поиск доступных и безопасных источников сырья для микробиологического синтеза целевых продуктов, в том числе и лимонной кислоты.

Сотрудниками ГНУ ВНИИПАКК Россельхозакадемии исследована возможность использования для биосинтеза лимонной кислоты природных полисахаридов, входящих в состав зерна различных злаковых, а именно ржи, овса, ячменя, пшеницы, риса, кукурузы, а также клубней картофеля. В качестве сырья изучали помолы зерна и муку.

Проведены исследования по оценке микробиологической обсемененности различных образцов новых видов сырья, в результате которых установлено, что количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), представленных в основном кокковой и бактериальной микрофлорой, соответствует требованиям для производства лимонной кислоты.

Изучение компонентного состава сырья показало, что помолы зерна и мука содержат значительное количество белковых веществ и клетчатки, трудно усвояемых продуцентами лимонной кислоты – штаммами микромицета Aspergillus niger. Кроме того, несмотря на активную собственную ферментную систему аспергиллов, включающую и амилолитические ферменты, для полного расщепления полисахаридов до моносахаров необходимо их перевести в более доступную для микроорганизмов форму. Учитывая сложность состава зерна, для повышения доступности крахмальной и белковой фракции, содержащих основные субстраты для биосинтеза промышленно важных метаболитов, применяют механическое (виброинерционное), кавитационное, акустическое (ультразвуковое (УЗ)), импульсное, тепловое (инфракрасное (ИК), экструзионное) воздействие на сырьё в сочетании с ферментолизом. Для гидролиза полимерных компонентов зернового сырья необходим индивидуальный подход при выборе спектра ферментных препаратов. Так, в зерне ржи присутствуют гемицеллюлозы и слизеобразующие вещества, затрудняющие биодеструкцию и отрицательно влияющие на биосинтетическую способность гриба-кислотообразователя Aspergillus niger. В зерне пшеницы значительную часть составляет белковая фракция. Для биокатализа полисахаридов и белковых веществ эффективны сочетания ферментных препаратов или мультиэнзимные композиции, обладающие α-амилазной, ксиланазной, целлюлазной, β-глюканазной, протеиназной активностью.

С этой целью исследовали следующие варианты обработки сырья: механическое разрушение зерна, температурное воздействие на водные суспензии помолов, ферментативный гидролиз.

В результате механического разрушения зерна ржи, овса, ячменя и пшеницы получены помолы, в которых 90 % составляет фракция частиц с размером 660-743 или 270-303 мкм. Для зерна ржи исследован и вариант более глубокой деструкции, а именно, до размера частиц 90-110 мкм. В результате экспериментов для изучаемого сырья установлен оптимальный гидромодуль, а именно, 1:3, который позволяет получать суспензию с реологическими свойствами, удовлетворительными для дальнейшего ферментативного гидролиза. Ферментативный гидролиз растительных полимеров проводили с использованием препаратов Целлюлазы, Протеиназы, Амилосубтилина. Углеводный состав гидролизатов анализировали количественным методом Зихерда – Блейера в модификации Смирнова, определяя содержание глюкозы, мальтозы и декстринов. Независимо от вида сырья удовлетворительные результаты ферментации в условиях встряхивающего аппарата АВУ-50Р получены для гидролизатов помолов с размером частиц 270-303 мкм.

Известно, что зерно, и в большей мере зерно ржи содержит сахара, способные связываться в гликопептидные комплексы. Свойство таких соединений образовывать слизи, которые снижают биосинтетическую способность гриба Aspergillus niger, значительно замедляет скорость биосинтеза лимонной кислоты. Для удаления этих веществ был исследован такой прием, как центрифугирование, позволяющий практически полностью удалить нерастворимую фракцию. Результаты исследований в данном аспекте гидролизатов ржаной муки показали, что использование в питательной среде их центрифугатов приводит к снижению биомассы продуцента в 1,5 раза и увеличению конверсии сахаров в лимонную кислоту на 20-22 %.

Наиболее высокие технологические показатели процесса ферментации получены при использовании в качестве источника углерода гидролизатов рисовой муки и крахмалов (кукурузный, картофельный, ржаной – опытная партия ГНУ ВНИИ крахмалопродуктов), составы которых близки по содержанию углеводов, усвояемых продуцентом лимонной кислоты, и белковых соединений. В отличие от гидролизатов помолов зерна ржи, ячменя, пшеницы, овса и ржаной муки, в которых соотношение углерода и азота сбалансировано естественным образом для направленного биосинтеза лимонной кислоты (С:N=14-16), состав питательных сред на основе гидролизатов рисовой муки и крахмалов требует корректировку неорганическим источником азота. В итоге значение С:N, обеспечивающее активный биосинтез целевого метаболита, составило: для кукурузного и картофельного крахмала –75, ржаного крахмала – 50, рисовой муки – 20.

По совокупности полученных результатов, а именно, по уровню таких показателей процесса ферментации, как конверсия сахаров в лимонную кислоту, массовая доля лимонной кислоты в сумме органических кислот, а также по расходному коэффициенту сырья сделан вывод о том, что по значимости и перспективности в биотехнологическом аспекте и с экономической стороны исследуемые виды сырья можно расположить в следующем порядке: крахмалы – кукурузный, картофельный, ржаной; мука – рисовая, ржаная; зерно – пшеница, рожь, ячмень, овес.

Сравнительный анализ полученных данных свидетельствует о том, что достигнутые показатели процесса выше, чем для мелассы, традиционно используемой в производстве лимонной кислоты, за исключением зерна овса и ячменя. Следует отметить, что изучаемые виды сырья имеют ряд преимуществ перед мелассой и вследствие их химического состава. Поскольку зерно и продукты его переработки не содержат примеси, которые составляют значительный процент в составе мелассы – отходе производства сахара, то исключается необходимость использования токсичных химических реагентов (гексоцианоферрат калия и оксалат аммония) для их подготовки к ферментации. Кроме того, появляется возможность снижения отходов производства и сточных вод. Так, с использованием гидролизатов различных видов крахмала, ржаной и рисовой муки в ГНУ ВНИИПАКК Россельхозакадемии разработаны новые технологии лимонной кислоты, позволяющие получать кристаллическую лимонную кислоту по мембранной технологии. Отсутствие побочных кислот в составе культуральных жидкостей, полученных при ферментации гидролизатов крахмалов, создает перспективу выделения целевого продукта бесцитратным способом, что исключает проблему утилизации таких отходов классического производства лимонной кислоты, как фильтрата цитрата кальция и гипсового шлама. В итоге значительно снизится экологическая нагрузка, а потенциальным отходом производства станет только мицелий гриба-продуцента, который может быть применен в качестве белковой добавки к корму для животных или источника получения хитинглюканового комплекса. Кроме того, сопутствующими метаболитами биосинтеза лимонной кислоты при ферментации крахмалсодержащего сырья являются амилолитические ферменты, востребованные в хлебопечении, пивоварении, крахмалопаточной отраслях пищевой промышленности и присутствующие на отечественном рынке в основном в составе импортных ферментных препаратов и мультиэнзимных композиций. Корректировка состава питательной среды и условий культивирования продуцентов при использовании гидролизатов крахмалов и муки позволили получить препараты амилолитических ферментов с активностью на уровне известных препаратов аналогичного спектра действия (α-амилаза – 700-900 ед./г, глюкоамилаза – 10000-15000 ед./г).

На основе ферментных препаратов созданы комплексные пищевые добавки, испытание которых в хлебопечении и пивоварении показало возможность их применения в технологиях, требующих проведения процесса при низких значениях рН. В частности, эффективно их использование для интенсификации процесса брожения при приготовлении хлебобулочных изделий. Результаты испытаний комплексного ферментного препарата, содержащего в основном α-амилазу и глюкоамилазу, в технологиях приготовления хлеба из муки пшеничной высшего сорта (совместно с сотрудниками СПбФ ГНУ ГОСНИИХП Россельхозакадемии) позволили рекомендовать его в качестве вспомогательного технологического средства для хлебопечения. Так, наблюдалось улучшение подъемной силы теста опытных вариантов до 5-3 мин против 11 мин в контрольном тесте. Это, очевидно, связано с высокой глюкоамилазной и осахаривающей способностью комплексного препарата, обеспечивающей достаточное количество простых сахаров - углеводного питания для дрожжей. Выпеченные опытные образцы хлеба характеризовались лучшими физико-химическими показателями. Увеличение удельного объема составило от 6 % до 12 %, а пористости – от 4 % до 15 % против контрольного образца. При хранении опытных образцов изделий в течение 24 ч и 48 ч наблюдали замедление процесса черствения. В сравнении с контрольными образцы хлеба, приготовленные с применением комплексного препарата, характеризовались несколько осветленным и нежным мякишем. Пористость хлеба была тонкостенная. Результаты исследований препаратов в пивоварении показали, что они в небольших количествах (0,005-0,0,10 % к массе солода – для порошкообразного препарата) способствуют увеличению содержания редуцирующих веществ на стадии приготовления пивного сусла, в основе которого лежат процессы осахаривания полисахаридов сырья. Это, в свою очередь, положительно отражается на качестве готовой продукции: содержание спирта в пиве увеличилось на 8-10 %.

Таким образом, гриб–кислотообразователь Aspergillus niger в определенных условиях культивирования способен продуктивно синтезировать наряду с основным продуктом и дополнительные метаболиты – ферменты, входящие в состав пищевых продуктов. Их введение в состав мультиэнзимных композиций, комплексных препаратов и пищевых добавок позволит разнообразить ассортимент продукции профильных предприятий.

По совокупности полученных данных сделан вывод о том, что создана перспектива расширения сырьевой базы профильных предприятий по производству лимонной кислоты, есть возможность выбора экологически безопасного сырья в условиях колебания цен на продовольственном рынке. Научно обоснована актуальность разработки технологий, позволяющих в одном технологическом процессе получать несколько продуктов микробного синтеза, являющихся пищевыми добавками и вспомогательными технологическими средствами, востребованными на отечественном рынке.
УДК 637.69