Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к хлебопекарному производству.

Применение новых видов нетрадиционного сырья в хлебопечении позволяет повысить пищевую ценность хлеба, улучшить его органолептические и физико-химические показатели качества, увеличить срок хранения, интенсифицировать технологический процесс, стабилизировать качество продукции при переработке муки с пониженными хлебопекарными свойствами, разработать ассортимент с измененным химическим составом и физико-химическими свойствами.

Научное направление применения нетрадиционного сырья в хлебопечении получило в работах В.В. Щербатенко, В.А. Патта, М.А. Сигаладзе, В.И. Дробот, Л.И. Пучковой, Р.Д. Поландовой, Л.Н. Казанской, Л.П. Пащенко, С.Я. Корячкиной, Т.Б. Цыгановой, И.В. Матвеевой и многих др. Направленность применения различных видов нетрадиционного сырья и достигаемый при этом приеме технологический эффект обуславливается изменением химического состава и соотношением отдельных компонентов сырья, его технологическими и функциональными свойствами.

К наиболее многочисленной группе нетрадиционных видов сырья относят продукты растительного происхождения, в т.ч. муку из нехлебопекарных и бобовых культур: овсяная, ячменная, гороховая, кукурузная, фасолевая, бобовая и амарантовая, применение которой отвечает задаче повышения пищевой ценности хлеба, развитию его ассортимента специального и диетического назначения [Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Часть I. Технология хлеба / Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - С. 154-156].

Перспективы использования амарантовой муки как улучшителя качества пшеничного хлеба отражены в различных способах его приготовления.

Известен способ обогащения пшеничного хлеба питательными веществами муки из измельченных семян (зерна) амаранта с целью повышения его пищевой и биологической ценности [Применение муки из семян амаранта при производстве хлеба: Обзор / И.В. Матвеева, Л.И. Пучкова, У.Н. Луценко, В.В. Писковец и др. - М: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1994. - 32 с]. Способ предусматривает приготовление теста, содержащего муку пшеничную, муку из измельченных семян (зерна) амаранта как улучшителя качества хлеба, дрожжи прессованные, соль поваренную и воду, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта.

Для выработки хлеба стабильного качества предложен способ его приготовления из смеси пшеничной хлебопекарной первого сорта и муки из измельченных семян (зерна) амаранта с добавлением зародыша зерна пшеницы в количестве 4,0% к массе смеси [Амарант - продовольственная культура (происхождение, систематика, морфология, физиология, интродукция, возделывание, химический состав, сушка, хранение, переработка, применение): монография / Р.У. Уажанова, Ю.Ф. Росляков, И.М. Жаркова, Н.А. Шмалько; под. ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.Ф. Рослякова. - Краснодар: Изд. ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2016. - С. 203].

Известен также способ производства хлеба, включающий смешивание муки пшеничной, муки из зерна амаранта и масляного экстракта амаранта в количестве (2,0÷3,0)% от массы муки в тесте, дрожжей прессованных, соли поваренной и воды, замес теста, его брожение, разделку на тестовые заготовки, их расстойку и выпечку хлеба [Патент KZ А4 26008 A21D 8/00, A21D 13/04. Способ производства хлеба / Р.У. Уажанова, А.И. Изтаев; Алматинский технологический университет. Заявл. 09.04.2010. Заяв. №2010/0433.1. Опубл. 14.09.2012. Бюл.№9].

Известен также способ производства хлебобулочных изделий, предусматривающий приготовление теста, содержащего муку пшеничную, препарат из семян (зерна) амаранта, дрожжи прессованные, соль поваренную и воду, его разделку, расстойку и выпечку с получением целевого продукта, при этом, препарат из семян (зерна) амаранта готовят путем экстрагирования неполярным экстрагентом (жидкостью или газом), отделения мисцеллы и измельчения шрота до состояния муки и вводят в состав теста в количестве (3,0÷10,0)% от массы муки [Патент RU 2187226 С1 МПК⁷ A21D 2/36, A21D 8/02 Способ производства хлебобулочных изделий / Ю.Ф. Росляков, Л.К. Бочкова, Н.А. Шмалько, Л.В. Абрамчук, Б.В. Мисливский, О.И. Квасенков; Кубанский государственный технологический университет. Заявл. 07.05.2001. Заяв. №2001111999/13. Опубл. 20.08.2002. Бюл. №23].

Наиболее близким по технической сущности и поставленной цели к предлагаемому решению является способ улучшения качества хлеба и хлебобулочных изделий, предусматривающий приготовление теста, содержащего муку пшеничную, дрожжи прессованные, соль поваренную, амарантовый улучшитель качества хлеба и воду, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, где в качестве амарантового улучшителя в тесто вводят измельченную до состояния муки белковую фракцию размола зерна амаранта [Патент RU 2251455 С2 МПК⁸ В02С 9/04 Способ помола семян амаранта / В.Т. Дулаев, А.Е. Медведев, А.И. Меныпенин, С.О. Смирнов; Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (ГНУ ВНИИЗ); ООО «Амафор». Заявл. 25.12.2002. Заяв. №2002134816/13. Опубл. 10.05.2005. Бюл. №13] в количестве (3,0÷6,8)% от общей массы муки в тесте. Белковая фракция размола семян (зерна) амаранта содержит соответственно крахмал в количестве (8,0÷15,0) мас. %, белки - (27,0÷38,0) мас. %, жиры - (10,0÷12,0) мас. %, клетчатку - (3,0÷5,0) мас. %, золу - (4,0÷6,0) мас. % [Патент RU 2314697 С2 МПК⁸ A21D 8/02, A21D 2/36. Способ улучшения качества пшеничного хлеба и хлебобулочных изделий / А.Е. Медведев, Е.П. Мелешкина, А.И. Меныпенин, А.Н. Просин; Общество с ограниченной ответственностью «АМАФОР». Заявл. 24.11.2005. Заяв. №2005136487/13. Опубл. 20.01.2008. Бюл. №2].

Недостатком вышеуказанного способа является применение в рецептуре хлебобулочного изделия амарантового улучшителя, содержащего большое количество липидов: (10,0÷12,0)%, что ограничивает возможность его использования в хлебопекарном производстве по причине быстрого прогоркания. Удельный объем формового хлеба при увеличении дозировок данного амарантового улучшителя свыше 5,0% к массе муки снижается, что оказывает отрицательное воздействие на качество и выход целевого продукта.

Техническим результатом изобретения является улучшение показателей качества пшеничного хлеба и придание ему полезных пищевых свойств.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в способе приготовления пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем, предусматривающем приготовление теста, содержащего муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, амарантовый улучшитель качества хлеба и воду питьевую, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, в качестве амарантового улучшителя в мучной полуфабрикат - жидкую опару вводят муку амарантовую белковую обезжиренную, получаемую путем измельчения до состояния муки шрота амаранта при удалении масла из крупки амарантовой зародышевой в количестве 10,0% взамен пшеничной хлебопекарной муки [Патент RU 2533006 С1 МПК⁸ В02С 9/04 Способ получения продуктов размола семян амаранта и технологическая линия для осуществления способа / А.С. Дронов, С.О. Смирнов. Заявл. 01.04.2013. Заяв. №2013114418/13. Опубл. 20.11.2014. Бюл. №32].

Основные показатели пищевой и биологической ценности муки амарантовой белковая обезжиренной приведены в таблицах 1,2. Мука амарантовая белковая обезжиренная отличается более высокой пищевой и биологической ценностью по сравнению с мукой пшеничной хлебопекарной, поэтому может использоваться в хлебопекарном производстве в качестве обогатителя.

Авторами экспериментально установлено, что качество муки пшеничной хлебопекарной с пониженной автолитической активностью (показатель числа падения свыше 300 с) при внесении муки амарантовой белковой обезжиренной улучшается (таблица 3).

Автолитическая активность пшеничной муки и ее смесей с амарантовым улучшителем определена по изменению реологического поведения клейстеризованных водно-мучных суспензий, оцениваемого путем измерения их вязкости при постоянной температуре термостатирования плюс 100°С в течение 20 мин в режиме «тестограмма» на приборе амилотесте АТ-97 (ЧП-ТА) инструментальным методом [Патент RU 2145417 С1 МПК⁶ G01N 33/02 Способ контроля и регулирования автолитической активности пшеничной муки / B.Я. Черных, М.А. Ширшиков, А.А. Бочарников, Т.В. Лущик; Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма «Алейрон». Заявл. 01.07.1999. Заяв. №99113426/13. Опубл. 10.02.2000. Бюл. №4].

Общая (титруемая) кислотность мучных полуфабрикатов (в град) из муки пшеничной хлебопекарной (густая опара, жидкая опара, тесто) в случае добавления муки амарантовой белковой обезжиренной (таблицы 4, 5) повышается за счет содержания в улучшителе большого количества пищевых веществ, интенсифицирующих ход протекания ферментативных и бродильных процессов в полуфабрикатах.

Примечание: а - проба муки пшеничной (число падения 318 с); b - проба муки амарантовой белковой обезжиренной (число падения 62 с).

Титруемая кислотность выброженной густой опары из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта не должна превышать (3,0÷4,0) град, жидкой опары - (5,0÷6,0) град [Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - С. 101, 107].

Предпочтительными способами приготовления мучного полуфабриката из муки пшеничной хлебопекарной при введении муки амарантовой белковой обезжиренной являются опарные способы с добавлением обогатителя в густую или жидкую опару, длительность брожения которых до достижения требуемой кислотности с учетом подъемной силы хлебопекарных дрожжей не должна превышать (80±10) мин [Амарант - продовольственная культура (происхождение, систематика, морфология, физиология, интродукция, возделывание, химический состав, сушка, хранение, переработка, применение): монография / Р.У. Уажанова, Ю.Ф. Росляков, И.М. Жаркова, Н.А. Шмалько; под. ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.Ф. Рослякова. - Краснодар: Изд. ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2016. - С. 212].

Показателями активности дрожжевой микрофлоры в мучных полуфабрикатах служат подъемная сила и бродильная активность. С увеличением дозировки муки амарантовой белковой обезжиренной в составе субстрата подъемная сила прессованных дрожжей улучшается на (11,0÷40,0)%, а бродильная активность - на (5,8÷23,5)%, что обуславливает ускорение его созревания.

В данном случае процесс биологической адаптации дрожжевых клеток к анаэробной среде мучного полуфабриката ускоряется вследствие модификации состава субстрата за счет введения легкоусвояемых Сахаров, аминокислот, витаминов, минеральных элементов, в том числе веществ с макроэргической связью, в результате диссимиляции которых происходит освобождение потенциальной энергии с образованием химически активных метаболитов, расходуемых на физиологические процессы в клетке [Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - С. 241].

Осуществление и проверку данного способа производили путем применения метода проведения лабораторной выпечки безопарным и опарным способами, предназначенной для оценки качества хлебопекарных свойств муки пшеничной и готовых изделий [Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2004. - С. 23-32, 160-164, 179-188] при взятом количестве муки на одну пробу 400 г (таблицы 6, 7, 8). Параллельно получали хлебобулочные изделия по известному способу.

Прототипом (контролем) послужила рецептура на хлеб из пшеничной муки первого сорта по ГОСТ 27842-88 [Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - С. 197-198]. Уровень классификационных норм для определения хлебопекарных свойств муки пшеничной хлебопекарной первого сорта по показателям: объемному выходу - не менее 400 см³/г и формоустойчивости - 0,35 [Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2004. - С. 129].

Авторами установлено, что при приготовлении теста из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта с добавлением предлагаемого амарантового улучшителя безопарным способом (таблица 6) объем формового хлеба увеличивается по сравнению с контролем на (2,0÷8,0)%, удельный объем формового хлеба - на (1,1÷6,0)%, формоустойчивость подовых изделий - на (4,9÷22,0)%, пористость - на (2,7÷4,1)%, общая сжимаемость мякиша - на (2,1÷58,3)%, содержание ароматических веществ - в (1,3÷2,8) раза; кислотность и влажность мякиша изделий изменяются незначительно.

* Показатель рассчитывается для определения уровня классификационных норм хлебопекарных достоинств муки с учетом количества муки в пробе, равном 600 г [Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2004. - С. 126, 129]

При приготовлении теста из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта с добавлением предлагаемого амарантового улучшителя на густой опаре (таблица 7) объем формового хлеба увеличивается по сравнению с контролем на (3,1÷7,2)%, удельный объем формового хлеба - на (4,6÷9,2)%, формоустойчивость подовых изделий - на (4,5÷22,7)%, пористость - на (2,7 ÷4,1)%, общая сжимаемость мякиша - на (20,4÷69,4)%, содержание ароматических веществ - в (1,1÷1,5) раза; кислотность и влажность мякиша изменяются незначительно.

Наиболее оптимальным способом приготовления хлеба из муки пшеничной хлебопекарной первого сорта с добавлением предлагаемого амарантового улучшителя является опарный способ с ее внесением при замесе жидкой опары (таблица 8). При этом объем формового хлеба увеличивается, по сравнению с контролем, на (4,4…23,7)%, удельный объем формового хлеба - на (4,9÷27,0)%, формоустойчивость подовых изделий - на (2,3÷4,5)%, пористость - на (1,4÷5,5)%, общая сжимаемость мякиша - на (1,8÷70,2)%, содержание ароматических веществ - в (1,2÷2,4) раза; показатели кислотности и влажности мякиша изменяются незначительно.

Наилучшим качеством при всех способах тестоприготовления отличаются пробы хлеба с дозировкой муки амарантовой белковой обезжиренной - 10,0% взамен муки пшеничной хлебопекарной первого сорта [Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - С. 257-259]. Сводные показатели качества, пищевой и биологической ценности пшеничного хлеба, приготовленного по заявленному способу, приведены в таблице 9.

Пищевая ценность пшеничного хлеба при внесении муки амарантовой белковой обезжиренной (таблица 9) заметно повышается за счет обогащения изделий белками на 34,2%, усвояемыми углеводами - на 3,1%, клетчаткой - в 2,0 раза, органическими кислотами - в 1,3 раза. Минеральный состав хлеба улучшается за счет повышения массовой доли калия на 26,3%, кальция - в 2,3 раза, магния - на 32,7%, фосфора - на 69,1%, железа - в 3,7 раза соответственно.

С точки зрения достижения физиологически оптимального соотношения в пшеничном хлебе кальция и фосфора (1:1,5÷2), а также кальция и магния (1:0,44÷0,7) мука амарантовая белковая обезжиренная является предпочтительным улучшителем, при введении которого соотношение кальция и фосфора в продукте равно 1:2,7 (контроль 1:3,7), кальция и магния - 1:0,9 (контроль 0,7:1). Витаминный состав пшеничного хлеба при введении добавки также улучшается: содержание тиамина повышается в 1,4 раза, рибофлавина - в 9,8 раза, ниацина - 1,1 раза; энергетическая ценность изделий повышается в среднем на 7,0% по сравнению с контролем. Кроме того, добавление амарантового улучшителя в рецептуру пшеничного хлеба приводит к ликвидации недостатка незаменимых аминокислот, что свидетельствует о полноценности белка обогащаемого продукта.

Сопоставительный анализ показывает, что данное изобретение отличается от известного изобретения введением в состав мучных полуфабрикатов нового улучшителя качества хлеба, обладающего одновременно и повышенной пищевой и биологической ценностью, что делает данное техническое решение соответствующим критерию «новизна».

Применение в хлебопечении нового улучшителя качества пшеничного хлеба, обеспечивающего повышение пищевых свойств целевого продукта, проявляется только в данном техническом решении. Наличие других технических решений в данной области технологии признаков, отличающих данное изобретение от прототипа, не было выявлено, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию «существенные отличия».