Результат интеллектуальной деятельности: Композиция хлебопекарного улучшителя

Изобретение относится к хлебопекарной отрасли пищевой промышленности и может быть использовано для корректировки хлебопекарных свойств пшеничной муки со слабой и средней по силе клейковиной и интенсификации процессов брожения теста для обеспечения высокого качества хлебобулочных изделий, вырабатываемых с использованием пшеничной муки, в частности из смеси пшеничной и ржаной муки, и увеличения сроков сохранения их свежести. Производство хлебопекарного улучшителя может быть организовано на мукомольных предприятиях.

Известна композиция хлебопекарного улучшителя, содержащая кукурузную муку, аскорбиновую кислоту, а также минеральные добавки: кальций углекислый, аммоний фосфорнокислый однозамещенный и натрия тиосульфат (см. патент РФ № 2242879, дата публикации 27.12.2004). Композиция обеспечивает повышение качества хлеба, вырабатываемого из пшеничной хлебопекарной муки с короткорвущейся клейковиной или из муки с короткорвущейся клейковиной в сочетании с высокой ферментативной активностью.

Известен также хлебопекарный улучшитель, содержащий муку льняную и в эффективных количествах смесь минеральных солей (сернокислого аммония и фосфорнокислого кальция однозамещенного) (см. патент РФ № 2546165, дата публикации 10.04.2015). Известный хлебопекарный улучшитель позволяет улучшить качество пшенично-ржаных сортов хлеба, вырабатываемых с использованием пшеничной муки с излишне крепкой клейковиной, и повысить пищевую ценность хлебобулочных изделий.

Однако известные композиции хлебопекарных улучшителей не позволяют корректировать хлебопекарные свойства пшеничной муки со слабой и средней по силе клейковиной.

Наиболее близким к заявляемому является состав хлебопекарного улучшителя, который содержит функциональную основу, проявляющую ферментативную (липоксигеназную) активность, – муку из слоевища ламинарии японской (L. japonica) и муку из белой фасоли, а также аскорбиновую кислоту и минеральные соли – сернокислый аммоний и фосфорнокислый кальций (см. патент РФ № 2455829, дата публикации 20.07.2012). Изобретение позволяет повысить потребительские свойства хлебобулочных изделий, при производстве которых используется пшеничная мука со слабой и средней по силе клейковиной, и увеличить сроки их сохраняемости. К недостаткам известного хлебопекарного улучшителя следует отнести высокую стоимость муки из фасоли, т.к. в настоящее время промышленный выпуск фасолевой муки в Российской Федерации не осуществляется.

Задачей изобретения является расширение ассортимента хлебопекарных улучшителей, обеспечивающих корректировку хлебопекарных свойств пшеничной муки со слабой и средней по силе клейковиной и интенсификацию процессов брожения теста при производстве хлебобулочных изделий, вырабатываемых с использованием пшеничной муки, в частности из смеси пшеничной и ржаной муки.

Технический результат изобретения заключается в улучшении потребительских свойств хлебобулочных изделий, вырабатываемых с использованием пшеничной муки, в частности из смеси пшеничной и ржаной муки, и увеличении срока сохранения их свежести.

Поставленная задача решается тем, что новая композиция хлебопекарного улучшителя, содержащая функциональную основу, проявляющую ферментативную (липоксигеназную) активность – муку из слоевища морской водоросли, добавку окислительного действия – аскорбиновую кислоту и в эффективных количествах смесь минеральных солей – сернокислого аммония и фосфорнокислого кальция однозамещенного, отличается тем, что в качестве источника фермента липоксигеназы использована мука из слоевища бурой морской водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida). При этом содержание пищевых добавок к массе муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) составляет, мас.%:

Сопоставительный анализ существенных признаков аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Бурая водоросль Ундария перистонадрезная (Undaria pinnatifida) содержит комплекс веществ, принадлежащих к различным классам соединений, которые и обуславливают корректировку хлебопекарных свойств пшеничной муки и качественных характеристик готовых хлебобулочных изделий, вырабатываемых с использованием пшеничной муки, в частности из смеси пшеничной и ржаной муки.

Аскорбиновая кислота (Е 300) (ТУ 9197-006-23377026-2012) в составе хлебопекарного улучшителя способствует увеличению газоудерживающей способности тестовых заготовок и удельного объема готовых изделий.

Минеральные соли – сернокислый аммоний (E 517) (ГОСТ 10873-73 «Аммоний сернокислый (сульфат аммония) очищенный. Технические условия») и фосфорнокислый кальций однозамещенный (Е341(i)) (ТУ 2148-584-00205087-2003 «Кальций фосфорнокислый 1-водный для пищевой промышленности») – являются активаторами бродильной способности хлебопекарных дрожжей, усиливают процесс накопления углекислого газа в тесте (Чижикова О.Г., Каленик Т.К., Коршенко Л.О. Хлебопекарные улучшители и их функциональная роль в хлебопечении: учебное пособие. – Владивосток: Изд-во Дальневосточной государственной академии экономики и управления, 2000. – 64 с.).

При этом выход за заявленные верхние пределы содержания вышеперечисленных компонентов хлебопекарного улучшителя приводит к передозировке их содержания в целевом продукте, а выход за заявленные их нижние пределы приводит к снижению или исчезновению эффективности их действия.

Заявленную композицию хлебопекарного улучшителя готовят следующим образом.

Предварительно готовят функциональную основу, проявляющую ферментативную (липоксигеназную) активность, для этого измельчают высушенные в естественных условиях на воздухе до влажности 16-18% слоевища Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida), чтобы получился однородный порошок сыпучей консистенции светло-коричневого цвета с зеленоватым оттенком со свойственными морским водорослям вкусом и запахом.

В готовую муку из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) добавляют аскорбиновую кислоту, сернокислый аммоний и фосфорнокислый кальций однозамещенный, взятые в заявляемых количествах, и тщательно перемешивают.

На фиг. 1 изображена зависимость длительности подъема теста от содержания муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) в пшеничной муке.

На фиг. 2 изображено изменение крошковатости мякиша готового хлеба в процессе хранения.

На фиг. 3 изображено изменение набухаемости мякиша готового хлеба в процессе хранения.

Исследование возможности применения муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) в качестве функциональной основы хлебопекарного улучшителя проводилось с использованием пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта (массовая доля клейковины – 23,6%, ИДК – 63,3 ед., растяжимость – 16,0 см, I группа качества). Муку из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) вносили в муку перед замесом теста в количестве (% к массе муки): 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0.

1. Для выяснения влияния муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) на хлебопекарные свойства пшеничной муки проводился анализ массовой доли сырой клейковины и ее качества (упругости и растяжимости).

В соответствии с ГОСТ 27839-2013 «Мука пшеничная. Методы определения количества и качества клейковины» массовую долю сырой клейковины определяли на приборе МОК-1; упругие свойства клейковины – на приборе ИДК 3-М, с помощью которого определяется способность клейковины оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия. Чем ниже указанная способность клейковины, тем больше она сжимается и тем большая величина фиксируется на приборе.

Таблица 1

Массовая доля сырой клейковины и ее качество в зависимости от содержания муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) в пшеничной муке

Из таблицы 1 следует, что при внесении в пшеничную муку муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) происходит увеличение массовой доли сырой клейковины за счет наличия в составе водоросли альгиновой кислоты и ее солей – альгинатов, которые при контакте с водой быстро набухают, сорбируя воду, в количестве в 200-300 раз превышающем ее собственную массу.

Проведенными исследованиями (таблица 1) установлено, что добавление муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) в дозировках 0,25-0,75% от массы пшеничной муки оказывает укрепляющее действие на клейковину пшеничной муки – происходит увеличение ее упругости (на 9,5-17,4 отн.%) и снижение растяжимости (на 9,4-12,5 отн.%), что обусловлено действием фермента липоксигеназы, активность которого в муке из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) составляет 0,185 мкмоль/мг⋅мин.

Фермент липоксигеназа играет существенную роль в окислительных процессах. Он способствует окислению кислородом воздуха ненасыщенных жирных кислот жира муки с образованием гидроперекисных соединений, окислительное воздействие которых на компоненты белково-протеиназного комплекса пшеничной муки обеспечивает улучшение ее хлебопекарных свойств, что положительно сказывается на качестве готовых хлебобулочных изделий.

При дальнейшем увеличении дозировок муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) клейковина пшеничной муки становилась не эластичной, упругость снижалась, а определить ее растяжимость не представлялось возможным, так как она распадалась на отдельные фрагменты (таблица 1).

В процессе производства хлеба большую роль в формировании качества изделий играет активность дрожжей. Пористость мякиша и объем хлеба зависят от интенсивности газообразования, протекающего при брожении теста. Известно, что для оптимальной жизнедеятельности дрожжевых клеток и образования полноценной биомассы дрожжей необходима подходящая питательная среда, которая должна содержать азот, усвояемые формы углеродсодержащих соединений, макро- и микроэлементы.

Сухие вещества бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) представлены органическими (75,5%) и минеральными (25,5%) составляющими. Органические компоненты состоят из углеводов (79,5%), азотсодержащих веществ (15,7%), липидов (4,8%). Углеводы представлены альгиновой кислотой (24,5%), фукоиданом (5,5%) и маннитом (15,1%).

В составе белка бурых водорослей содержится от 15 до 23 аминокислот, в белках дальневосточных бурых водорослей обнаружено 17 аминокислот. Качественная особенность белков бурых водорослей состоит в том, что они содержат моно- и дийодаминокислоты – это тирозин, моно- и дийодтирозин. Йод может входить в состав и других азотистых соединений. В связи с этим бурые водоросли считаются полноценным источником природного йода, минеральных биогенных элементов и свободных аминокислот (Каленик Т.К., Табакаева О.В., Семилетова Е.В. Фитохимический и углеводный состав бурых водорослей Дальневосточного региона Undaria pinnatifida и Costaria costata // Здоровье. Медицинская экология. Наука. – 2014. – № 3 (57). – С. 28–29; Подкорытова А.В. Лечебно-профилактические и биологически активные добавки из бурых водорослей // Рыбное хозяйство. – 2001. – № 1. – С. 51–52).

2. Для установления факта влияния муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) на процесс жизнедеятельности дрожжей определяли подъемную силу дрожжей по длительности подъема теста на высоту (70 мм) в стандартной форме.

В исследованиях использовали сухие быстродействующие дрожжи (ГОСТ Р 54845-2011 «Дрожжи хлебопекарные сушеные. Технические условия»).

На фиг. 1 видно, что с увеличением дозировки муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) скорость подъема пшеничного теста снижалась, что можно объяснить способностью альгинатов (солей альгиновой кислоты) и фукоиданов водоросли образовывать вязкие водные растворы, что утяжеляло тесто, и тем самым приводило к снижению подъемной силы дрожжей.

3. Для определения влияния муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) на качественные показатели хлеба (органолептические и физико-химические) в производственных условиях на базе хлебобулочного цеха Инновационного технологического центра Школы экономики и менеджмента Дальневосточного федерального университета проводились пробные выпечки изделий по следующей рецептуре (кг): мука пшеничная – 100,0; дрожжи хлебопекарные сушеные – 1,0; соль поваренная пищевая – 1,5; вода питьевая – по расчету (влажность теста 45%). Муку из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) вносили к массе пшеничной муки в вышеуказанных дозировках.

Органолептический анализ образцов хлеба показал, что изделия с добавлением 0,25-0,75% муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) имели правильную форму золотисто-коричневого цвета, на поверхности изделий и в мякише имелись вкрапления используемой водоросли. Вкус и запах – свойственные пшеничному хлебу, без привкуса и запаха вносимой добавки; мякиш – эластичный, с мелкой равномерной тонкостенной пористостью. Увеличение дозировок муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) приводило к образованию опавшей корки готовых изделий, появлению заметного привкуса и запаха морской водоросли, мякиш хлеба приобретал серо-зеленый цвет.

Увеличение пористости по сравнению с контролем установлено при добавлении от 0,5 до 0,75% муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) (прирост составил 0,3-0,9 абс.%).

Таким образом, наибольший эффект по влиянию муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) на хлебопекарные свойства пшеничной муки и качество хлеба был получен при ее дозировке 0,5-0,75% к массе пшеничной муки.

Так как на поверхности образцов хлеба с добавлением муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida) и в мякише изделий имелись вкрапления используемой водоросли, то обладающий сыпучей консистенцией улучшитель хлебопекарный рекомендуется использовать для выпечки хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки. Дозировка улучшителя составляет 0,5-0,75% к массе пшеничной муки, содержащейся в мучной смеси, и зависит от ее хлебопекарных свойств.

Примеры конкретного осуществления изобретения

Пример 1

Хлебопекарный улучшитель содержит, кг:

Пример 2

Пример 3

4. Эффективность действия предлагаемого хлебопекарного улучшителя проверялась при выработке хлеба из пшеничной муки высшего сорта. Так как выпечка хлеба производилась из пшеничной муки с клейковиной I группы качества (ИДК – 63,3 ед. прибора, растяжимость 16 см), то использовалась композиция хлебопекарного улучшителя, содержащая на 100 кг муки из слоевища бурой водоросли Ундарии перистонадрезной (Undaria pinnatifida): аскорбиновой кислоты – 1,0 кг, сернокислого аммония – 3,4 кг, фосфорнокислого кальция однозамещенного – 6,4 кг. Дозировка улучшителя составляла 0,5% к массе пшеничной муки.

При приготовлении теста улучшитель хлебопекарный перемешивают с мукой в течение 1-2 минут для равномерного распределения его в муке. Затем вносят остальное сырье по рецептуре и производят замес.

Образцы готовых хлебобулочных изделий, полученные с использованием предлагаемого хлебопекарного улучшителя, имели приятные вкус и аромат; правильную форму; гладкую, блестящую, без трещин и подрывов поверхность золотисто-коричневого цвета; эластичный с равномерной пористостью мякиш. Подовые изделия с добавлением улучшителя характеризовались меньшей расплываемостью, чем контрольные.

Физико-химические показатели хлеба с добавлением хлебопекарного улучшителя приведены в таблице 2, из которой видно, что в опытных образцах хлеба (с добавлением улучшителя) по сравнению с контрольными образцами увеличивались пористость, формоустойчивость подовых образцов хлеба (отношение высоты к диаметру), а также кислотность, что свидетельствует о более интенсивном протекании процессов кислотообразования в тесте, оказывающих положительное влияние на вкус и аромат готовых изделий.

Таблица 2

Физико-химические показатели качества хлеба из пшеничной муки с добавлением хлебопекарного улучшителя

В процессе хранения в хлебе протекают два процесса: перераспределение влаги из внутренних слоев мякиша и испарение ее через корку (усушка) и изменение состояния крахмала – синерезис крахмального студня – что вызывает понижение эластичности мякиша. Хлеб становится крошковатым и при погружении в воду меньше набухает. По изменению объема, занимаемого хлебом (набухаемости мякиша), можно судить о его свежести.

5. Изменение качества пшеничного хлеба в процессе хранения оценивали через 3, 24, 48 и 72 часа с момента выемки из печи по изменению крошковатости и набухаемости мякиша хлеба.

Установлено, что добавление предлагаемой композиции хлебопекарного улучшителя замедляет процессы черствения хлеба, выработанных с использованием пшеничной муки. На протяжении всего периода хранения (72 часа) изделия с добавлением хлебопекарного улучшителя по сравнению с контрольными образцами имели более высокие показатели, характеризующие их свежесть – крошковатость (фиг.2) и набухаемость мякиша (фиг.3).

Таким образом, предлагаемая композиция хлебопекарного улучшителя, содержащая несколько добавок, различных по своей природе и принципу действия, подобранных в оптимальном соотношении, благодаря их комплексному воздействию на основные компоненты теста, позволяет корректировать хлебопекарные свойства пшеничной муки со слабой и средней по силе клейковиной, интенсифицировать процессы брожения теста, обеспечивает высокое качество готовых изделий, вырабатываемых с использованием пшеничной муки, в частности из смеси пшеничной и ржаной муки (улучшает физические свойства теста, повышает его газообразующую способность и как следствие увеличивает пористость (воздушность) мякиша) и увеличивает сроки сохранения их свежести.

Производство хлебопекарного улучшителя может быть организовано на мукомольных предприятиях.