Результат интеллектуальной деятельности: ТЕСТО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности и может быть использовано в производстве диетических и оздоровительных хлебобулочных изделий.

Известно применение различных добавок, например зерновых, которые повышают количество малоусвояемых балластных веществ в хлебе, понижая тем самым его калорийность. При питании таким хлебом покрывается потребность организма в минеральных веществах и витаминах. Такие хлебобулочные изделия рекомендуются для лечебно-профилактического питания.

Так, в частности, известно использование в качестве добавок сырья из трав, водорослей, содержащих биологически активные вещества, которые оказывают благоприятные воздействия на организм человека (см. Дробот В.И. «Использование нетрадиционного сырья в хлебопекарной промышленности», Киев, Урожай, 1993).

В качестве ближайшего аналога принято тесто по способу производства хлебобулочных изделий, включающему смешивание муки, воды, растительной добавки и других рецептурных компонентов, замес теста, его брожение, разделку, расстойку и выпечку полученных тестовых заготовок (см. SU №1181609, МПК A21D 8/02, 1985). В качестве растительной добавки в тесте используют сахаросодержащий свекольный порошок в количестве не более 4,5% к массе муки.

Недостатком технического решения является ограниченная область применения из-за темного цвета мякиша. При этом растительная добавка в виде свекольного порошка используется только для замены сахара-песка и повышения выхода хлеба путем увеличения количества воды в тесте. Но при данной рецептуре теста не происходит повышения качества хлеба, улучшения вкуса и аромата и придания хлебу лечебно-профилактических свойств.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении качества хлеба и придания ему лечебно-профилактических свойств.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в улучшении органолептических показателей хлеба, а именно цвета, пористости, эластичности мякиша и формы готовых изделий. Кроме того, улучшается вкус и аромат хлебобулочных изделий, повышается объемный выход готового хлеба, увеличивается пористость мякиша, снижается «упек». При этом для минимизации «усушки» при хранении хлеба желательно достаточно быстро охлаждать горячие изделия и хранить их в закрытых камерах, контейнерах или упакованными. Кроме того, хлеб с травой эхинацеи пурпурной (Echinaceae purpureae) может быть рекомендован для повседневного использования и для диетического питания, в том числе при заболеваниях печени. Кроме того, сравнительно малые объемы добавки не оказывают влияния на цвет мякиша, что позволяет использовать заявленную композицию теста для выпечки хлебобулочных изделий из светлых сортов муки, например пшеничной.

Поставленная задача решается тем, что тесто для производства хлебобулочных изделий, содержащее смесь муки, растительной добавки и других рецептурных компонентов с водой, отличается тем, что в качестве растительной добавки используют порошок эхинацеи пурпурной крупностью не более 0,15 мм в количестве 0,0015-0,0025% от веса муки, причем используют смесь муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и муки ржаной обдирной в соотношении 4:1, при этом в состав рецептурных компонентов включены дрожжи хлебопекарные сухие, соль выварочная пищевая и кефир 3,2% жирности соответственно в количестве 1,5, 1,8 и 5% от веса муки, кроме того, количество воды, используемой при вымешивании теста, составляет 45-47% от суммарного веса сухих компонентов.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.

Признак «в качестве растительной добавки используют порошок эхинацеи пурпурной» обеспечивает придание хлебу иммуномодулирующих, противовоспалительных, противовирусных, тонизирующих свойств, присущих эхинацее пурпурной (Echinacea purpurea). Ведущей группой биологически активных соединений (БАС) травы эхинацеи являются фенилпропаноиды, а именно производные коричных кислот. Наиболее характерный компонент - цикориевая кислота, обуславливающая иммуномодулирующую и противовирусную активность препаратов на основе сырья данного растения. Также к основным действующим веществам, обладающим иммуномодулирующей активностью, относятся полисахариды эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea). Полисахариды эхинацеи стимулируют активность макрофагов - белых кровяных клеток, которые поглощают бактерии, вирусы, а также уже пораженные ими клетки организма. Помимо этого, полисахариды способствуют увеличению выработки Т-лимфоцитов, благодаря чему удается предотвратить начало заболевания или ослабить симптомы уже начавшейся болезни. Содержащиеся в эхинацее гликозиды-эхинокозиды обладают кортизоноподобной активностью. Этот эффект связан со способностью этих соединений подавлять активность фермента гиалуронидазы, что обуславливает специфическое для эхинацеи противовоспалительное и анальгезирующее действие. Противовоспалительный и антимикробный эффект усиливается содержащимися оксикоричными кислотами. Эхинацее пурпурной присущи также антибактериальные и противовирусные свойства. Экстракты эхинацеи угнетают рост и развитие стрептококков, кишечной палочки, вирусов. Эхинацея может использоваться как общеукрепляющее средство и как вспомогательное в комплексном лечении хронических заболеваний.

Признак «порошок эхинацеи пурпурной крупностью, не превышающей 0,15 мм» обеспечивает высокую равномерность распределения этой добавки по объему теста при сравнительно малой ее абсолютной величине.

Признак «порошок эхинацеи пурпурной [используют] в количестве от 0,0015 до 0,0025% от веса муки» с учетом рекомендуемого уровня потребления цикориевой кислоты (составляющего 10 мг/сутки) и верхнего допустимого уровня потребления (20 мг/сутки) обеспечивает суточную норму потребления цикориевой кислоты на 52-100%. При этом заявленное содержание порошка эхинацеи пурпурной, как показали исследования (см. далее по тексту), обеспечивает максимально высокое качество выпекаемого хлеба.

Признаки «используют смесь муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и муки ржаной обдирной в соотношении как 4:1, при этом в состав рецептурных компонентов включены дрожжи хлебопекарные сухие, соль выварочная пищевая и кефир 3,2% жирности соответственно в количестве 1,5, 1,8 и 5% от веса муки» обеспечивают высокие вкусовые качества готовым изделиям.

Признак «количество воды, используемой при вымешивании теста, составляет 45-47% от суммарного веса сухих компонентов» обеспечивает оптимальную вязкость теста на этапе его вымешивания, достаточно высокую скорость брожения, оптимальную влажность готовых изделий, определяющую физико-механические параметры мякиша и достаточно высокую скорость процесса выпечки.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны: на фиг.1 - зависимость времени подъема теста от содержания эхинацеи пурпурной; на фиг.2 - зависимость изменения объема диоксида углерода за 3 ч брожения теста от содержания эхинацеи пурпурной; на фиг.3 - динамика изменения вязкости теста от содержания эхинацеи; на фиг.4 - внешний вид и вид в разрезе контрольного образца; на фиг.5 - внешний вид и вид в разрезе хлеба с содержанием эхинацеи пурпурной 0,0015%; на фиг.6 - внешний вид и вид в разрезе хлеба с содержанием эхинацеи пурпурной 0,0020%; на фиг.7 - внешний вид и вид в разрезе хлеба с содержанием эхинацеи пурпурной 0,0025%; на фиг.8 - внешний вид и вид в разрезе хлеба с содержанием эхинацеи пурпурной 0,0030%.

На первоначальном этапе определяли влияние эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea) на качество сырья, а именно количество и качество сырой клейковины, подъемную силу дрожжей, количество дрожжевых клеток в 1 г теста, газообразующую способность муки, а также реологические свойства теста (липкость и вязкость).

Качество муки во многом зависит от массовой доли и качества сырой клейковины. О качестве клейковины судили по показаниям прибора ИДК-ЗМ, растяжимости и эластичности. Данные, полученные опытным путем, приведены в табл.1.

Отсюда можно сделать вывод, что при внесении эхинацеи пурпурной в количестве от 0,0015 до 0,003% к массе муки количество сырой клейковины по сравнению с контрольным образцом увеличивается на 1,5-19,0%. Предположительно, это происходит за счет содержащихся в эхинацее пурпурной сложных белков гликопротеинов. Также наблюдается и увеличение растяжимости клейковины. При внесении наименьшей дозировки эхинацеи пурпурной растяжимость клейковины не изменяется по сравнению с контрольным образцом, с внесением 0,002% эхинацеи пурпурной растяжимость клейковины увеличилась по сравнению с контрольным образцом на 9,1%; 0,0025% - на 18,2%; 0,003% - на 45,5%. Возможно, клейковину расслабляет глютатион, который синтезируется из содержащейся в эхинацее пурпурной аминокислоты в глицин.

О качестве муки судят и по качеству клейковины. Опытные образцы клейковины эластичные, не провисающие, восстанавливают первоначальную форму после усилия, цвет серый. Опытный образец с максимально вносимой добавкой (0,003%) удовлетворительно эластичный, провисающий, не восстанавливающий первоначальную форму после усилия, цвет серый. С увеличением вносимой добавки показатель, полученный на приборе ИДК, изменяется незначительно по сравнению с контрольным образцом, что позволило отнести опытные образцы клейковины к I группе качества (кроме образца с концентрацией эхинацеи пурпурной 0,003%, который был отнесен ко II группе качества).

Дрожжи представляют собой живой микроорганизм. При хранении они находятся в неактивном состоянии. Тесто является благоприятной средой для активирования дрожжей. Изучение дрожжей проводили прямым подсчетом числа дрожжевых клеток в 1 г теста и определением подъемной силы дрожжей, результаты приведены в табл.2.

Данные табл.2 свидетельствуют о том, что с повышением концентрации эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea) число дрожжевых клеток увеличивается, и по истечении 3 часов их число продолжало расти. Предположительно, интенсификации брожения теста способствуют содержащиеся в эхинацее пурпурной минеральные элементы, витамины, углеводы, моно- и дисахара, а также органические кислоты. Минеральные элементы способствуют активации и образованию полноценной биомассы дрожжей, а витамины служат стимуляторами роста дрожжей. Технологические свойства дрожжей оценивались по показателю подъемной силы - продолжительности подъема теста, приготовленного по стандартной рецептуре, на определенную высоту. По стандарту подъемная сила дрожжей должна быть не более 70 минут. Полученные данные представлены на фиг.1.

На фиг.1 видно, что образцы с эхинацеей пурпурной поднимаются быстрее по сравнению с контрольным на: 11,8%; 17,7%; 29,4% и 35,3% соответственно, т.е. добавка стимулирует процесс брожения за счет содержащихся в эхинацее пурпурной минеральных элементов, витаминов, углеводов, моно- и дисахаров, а также органических кислот.

Основным продуктом брожения является углекислый газ и этанол. Результаты исследования по определению газообразующей способности пшеничной муки (фиг.2) показали, что контрольный образец выделил диоксида углерода 1380 см³, образец с добавлением эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea) 0,0015% выделил 1460 см³; 0,002% - 1660 см³; 0,0025% -1710 см³ и 0,003% - 1800 см³. Таким образом, контрольный образец и образец с добавлением эхинацеи пурпурной 0,0015% имеют среднюю газообразующую способность, остальные образцы имеют высокую газообразующую способность.

Результаты изучения изменения реологических свойств теста в зависимости от дозировок эхинацеи пурпурной по показателям вязкости и липкости даны на фиг.3 и показывают, что добавление эхинацеи пурпурной на протяжении 3 часов не оказывало значительного влияния на динамическую вязкость теста, по истечении 3 часов наблюдается увеличение вязкости в 2 раза в образце с добавлением эхинацеи пурпурной 0,003% по сравнению с контрольным образцом. Вязкость зависит от двух взаимозависящих факторов - желатинизации крахмала и активности энзимов под действием амилаз. Так как одним из основных веществ в химическом составе эхинацеи пурпурной является крахмал, то при выходе амилазы из гранул крахмала показатель консистенции теста увеличивается. При гидролизе крахмала действие амилаз разжижает тесто, тем самым тесто имеет незначительную упругость, более пластичное и обладает большей вязкостью. Это подтверждается также данными табл.1, свидетельствующими, что с увеличением количества сырой клейковины уменьшаются прочностные свойства теста и возрастает его пластичность. Что касается данных при определении липкости, то на протяжении 4 часов значение липкости теста не изменялось и оставалось на уровне 0 Па, это говорит о том, что данное тесто не является липким и заявленное количество воды для замеса теста является оптимальным.

Оценку качества готовых изделий проводили методом экспертной оценки после полного их остывания по физико-химическим и органолептическим показателям: вкус и запах хлеба, цвет и состояние корок, цвет и структура мякиша.

Органолептическим анализом было установлено, что контрольный образец характеризовался следующим образом: форма правильная, круглая, приплюснутая, не расплывчатая, без трещин и подрывов. Мякиш пропеченный, не влажный на ощупь, эластичный, при легком надавливании принимает первоначальную форму, не крошливый, без следов непромеса. Цвет мякиша серый. Без посторонних запахов и привкусов. Хлеб, полученный заявленным способом, по органолептическим показателям отличался от контрольного образца более пышной формой, мелкой и равномерной пористостью, слабым привкусом эхинацеи пурпурной (табл.3).

Таблица 3 Балловая органолептическая оценка качества хлебобулочных изделий Показатель Количество эхинацеи, % к массе муки 0 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 Форма (Кв=2) 3,4±0,2 4,6±0,2 4,6±0,2 5,0±0,0 4,0±0,2 6,8 9,2 9,2 10 8,0 Окраска корки (Кв=2) 4,5±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 4,5±0,0 9 10 10 10 9,0 Цвет мякиша (Кв=3) 4,5±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 4,5±0,0 13,5 15 15 15 13,5 Характер пористости (Кв=3) 3,4±0,2 5,0±0,0 5,0±0,0 4,6±0,2 4,0±0,0 10,2 15 15 13,8 12,0 Эластичность мякиша (Кв=3) 4,5±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 4,5±0,0 13,5 15 15 15 13,5 Аромат (запах) (Кв=3) 4,5±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 4,5±0,0 13,5 15 15 15 13,5 Вкус (Кв=3) 3,3±0,2 5,0±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 4,5±0,0 9,9 15 15 15 13,5 Разжевываемость (Кв=1) 4,5±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 5,0±0,0 4,5±0,0 4,5 5 5 5 4,5 Суммарный показатель, баллы 80,9 99,2 99,2 98,8 87,5 Категория качества хорошее отличное отличное отличное хорошее

Из табл.3 видно, что по органолептическим показателям качества внесение в рецептуру хлеба из смеси пшеничной и ржаной муки эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea) не ухудшает сенсорное восприятие хлеба и данный хлеб с концентрациями 0,0015%, 0,002% и 0,0025% эхинацеи пурпурной был отнесен к категории качества «отличное», 0,003% - «хорошее». Внешний вид анализируемых хлебобулочных изделий представлен на фиг.4-8.

Физико-химические показатели качества хлеба: влажность мякиша, кислотность и пористость, определяли лабораторными методами. Для более полной характеристики качества хлеба определяли дополнительные показатели: формоустойчивость, удельный объем, объемный выход, упек и усушка. Оценка качества хлебобулочных изделий по физико-химическим показателям представлена в табл.4.

Исследование образцов хлеба по физико-химическим показателям позволяют установить, что все изделия соответствуют требованиям ГОСТ Р 52961-2008 «Изделия хлебобулочные из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки». С повышением концентрации эхинацеи пурпурной наблюдается увеличение удельного объема на 15,1-38,0% и соответственно объемного выхода на 4,1%; 9,0%; 22,0% и 26,0% по сравнению с контрольным образцом. Возможная причина этого - содержание в химическом составе эхинацеи пурпурной минеральных элементов, витаминов, углеводов, моно- и дисахаров, а также органических кислот, интенсифицирующих процесс брожения дрожжей. Это также объясняет и увеличение, с повышением содержания добавки, формоустойчивости на 18,2%; 39,4%; 48,5% и 130,3% соответственно по сравнению с контрольным образцом. Из табл.4 можно также сделать вывод, что с увеличением концентрации эхинацеи пурпурной пористость увеличивается на 11,0%; 11,4%; 13,1% и 16,4% по сравнению с контрольным образцом.

Нормируемые ГОСТ Р 52961-2008 показатели, кислотность и влажность не превышают установленные нормы, но с увеличением концентрации эхинацеи пурпурной наблюдается незначительное повышение кислотности, предположительно за счет содержащихся в ней органических кислот.

Из табл.4 можно видеть, что с увеличением концентрации вносимой добавки хлеб меньше упекается, следовательно, показатель «упек» снижается на 5,1%; 15,3;% 17,0% и 36,0% по сравнению с контрольным образцом, соответственно, при хранении хлеб больше усыхает и показатель «усушка» увеличивается при внесении от 0,0015% до 0,0030% эхинацеи пурпурной на 29-56%. Это объясняет и снижение влажности готового изделия на 4%; 8%; 10% и 12% по сравнению с контрольным образцом. Для снижения упека поддерживают рациональный режим выпечки изделий, обеспечивают достаточное увлажнение заготовок в начале выпечки и опрыскивание изделий перед выходом из печи (последняя операция снижает упек на 0,5%). Для снижения усушки необходимо достаточно быстро охлаждать горячие изделия и хранить их в закрытых камерах, контейнерах или упакованными.

Анализ полученных данных показал, что добавление эхинацеи пурпурной в тесто приводит к улучшению органолептических показателей, а именно цвета, пористости, эластичности мякиша и формы готовых изделий. Все полученные изделия имели привлекательный внешний вид, приятные вкус и аромат. Во всех образцах наблюдалась тонкостенная, равномерная пористость, светлый, эластичный мякиш. Вероятно, увеличение удельного объема и пористости полученных изделий связано с тем, что эхинацея пурпурная обогащает тесто дополнительным количеством минеральных веществ и витаминов, что благотворно сказывается на работе дрожжевых клеток и интенсифицирует процесс брожения, тем самым несколько снижая время на подъем теста и увеличивая объем выделения диоксида углерода.

Кроме выявления влияния эхинацеи пурпурной на качество сырья, полуфабриката и качество готового изделия изучали стресс-протективное действие хлеба, содержащего эхинацею пурпурную, на поведение животных, прибавку массы тела, двигательную активность при экспериментальном стрессе и при введении внутрь экспериментальным животным в составе обычного рациона питания.

О степени действия эхинацеи пурпурной судили по общему состоянию животных, а также динамике массы тела (табл.5).

Как видно из табл.5, общее состояние крыс, получавших препарат, было в пределах нормы. Животные полностью поедали корм и прибавляли в массе, которая в опытной группе превышала контрольную в 1,5 раза.

Наблюдения за внешним видом и поведением животных проводились ежедневно. Крысы полностью поедали корм, потребляли обычное количество воды, видимые слизистые были розовые, шерстный покров всех животных имел нормальный блеск, обычную густоту. Данные исследования ориентировочно-двигательной активности крыс в «открытом поле» представлены в табл.6.

Как видно из табл.6, животные были достаточно активны в обеих группах. В опытной группе отмечено увеличение числа «вертикальных» стоек, что говорит о повышенной исследовательской активности.

Данные исследования двигательных условных рефлексов у мышей представлены в табл.7.

Оценка скорости формирования условного рефлекса передвижения по канату у мышей показало, что в опытной группе, получавшей хлеб с травой, обучение происходило быстрее (мыши опытной группы перемещаются в 1,6 раз быстрее контрольной), доля обученных составляла 90%, в то время как в группе контроля - 80% (табл.7).

Проведенные исследования позволяют рекомендовать использование хлеба с травой эхинацеи пурпурной (Echinaceae purpureae) для повседневного использования и для диетического питания, в том числе при заболеваниях печени.

В табл.8 приведен состав пшенично-ржаного хлеба с эхинацеей пурпурной.

Перед началом работы рассчитывают необходимое количество сырья (воды, дрожжей, соли) на 1 кг муки.

Заявленное тесто для производства хлебобулочных изделий готовят традиционным безопарным способом. Подготовку сырья к производству производят известным образом, согласно технологическим инструкциям для производства хлеба и хлебобулочных изделий. Воду для замеса берут с определенной температурой, обеспечивающей температуру теста 30°С. Температуру воды (t_в), расходуемой на замес теста, рассчитывают по формуле:

t_в=3·(t_T-t_мех)-t_м-t_n,

где t_T - заданная температура теста, °C;

t_мех=3,5°C - устанавливали опытным путем;

t_M - температура муки, °C;

t_n - температура воздуха в цехе, °C.

Технологический процесс производства хлеба включает следующие операции: подготовку сырья, замес, брожение теста, обминку теста, брожение, деление теста на куски, округление кусков, предварительную расстойку, формование тестовых заготовок, окончательную расстойку, выпечку, охлаждение и хранение хлеба.

На первом этапе муку просеивают и пропускают через магниты, воду предварительно подогревают и используют для растворения соли, эхинацею измельчают до крупности 0,15 мм и просеивают. Дозирование сырья осуществляется известным образом и определяется рецептурой. Затем проводят замес теста на тестомесильных машинах согласно рецептурам. Полученное тесто оставляют на брожение, осуществляемое в два этапа, каждый из которых выполняют в течение 24-30 мин при температуре 28-30°C, при этом первый и второй этапы брожения разделены по времени операцией обминки теста продолжительностью 1,5- 2,5 мин, а по окончании брожения тесто делят на куски. Куски теста округляют, затем они проходят предварительную расстойку. После этого куску теста придают форму, соответствующую данному виду изделия, и затем следует окончательная расстойка теста до готовности. Полученные заготовки изделий сразу после посадки в печь пароувлажняют в течение 15-20 сек при температуре 100-120°C известным образом за счет штатного оборудования, встроенного в печь. Далее заготовки выпекают в течение 35-40 мин при температуре, меньшей температуры разложения биологически активных компонентов эхинацеи пурпурной, предпочтительно 210°С. После выемки из печей хлеб помещают для остывания на лотки, где они остывают при комнатной температуре в течение 2,5-3,5 часов, либо размещают в закрытые вагонетки или контейнеры (стандартное оборудование на хлебозаводах). Остывший хлеб упаковывают.

Предлагаемое техническое решение позволит повысить качество хлеба и придать ему лечебно-профилактические свойства.