Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства формового крупяного ржано-пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем

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

Одно из направлений совершенствования химического состава хлеба является использование для их выработки специальной «составной» или «композитной» муки, которую получают путем добавления к хлебопекарной муке муки из крупяных (овсяной, ячменной, кукурузной, рисовой, просяной, гречневой и др.) или бобовых культур (соевой, гороховой, бобовой и др.), а также семян подсолнечника, тыквы, льна, кунжута и пр.

В результате составления смесей с мукой из крупяных культур при отсутствии возможности улучшения качества хлебопекарной муки рекомендуется использовать технологии, обеспечивающие выработку хлебобулочных изделий, отвечающих нормам качества стандартов.

В 2013 г. В Российской Федерации введен в действие межгосударственный стандарт - ГОСТ 31807-2012 «Изделия хлебобулочные из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. Общие технические условия», распространяемый на хлебопекарную продукцию, предназначенную для непосредственного употребления в пищу, а также как сырье для производства панировочных сухарей, сухарей-гренок и др. [Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200100068].

Согласно требований данного стандарта к основным видам сырья для производства хлебобулочных изделий относят зерновые, крупяные и зернобобовые культуры, их смеси, а также продукты их переработки. Допускается вырабатывать хлебобулочные изделия из смеси ржаной и пшеничной муки в смеси с зерновыми продуктами в количестве не более 10,0% от массы этой смеси.

Зерновые продукты в составе основного хлебопекарного сырья представлены кукурузной мукой (ГОСТ 14176), соевой дезодорированной обезжиренной мукой (ГОСТ 3898), овсяными хлопьями (ГОСТ 21149), крупой, разрешенной для применения в пищевой промышленности и продуктами ее переработки.

Для решения поставленной задачи в ФГБНУ ВНИИЗ (г. Москва, Россия) разработаны новые сорта муки из крупяных культур, хлебопекарные смеси с их использованием и рецептура хлеба: мука гречневая первого сорта, мука овсяная сортовая, мука пшенная сортовая, мука ячменная сортовая, мука кукурузная сортовая крупная, мука рисовая первого сорта, мука гороховая сортовая, композитные мучные смеси для хлебобулочных изделий с добавкой муки из крупяных культур, хлеб ржано-пшеничный с мукой крупяных культур.

Композитные мучные смеси для хлебобулочных изделий с добавкой муки из крупяных культур (ТУ 9293-015-00932169-96) содержат муку пшеничную хлебопекарную первого сорта (65,0%), муку ржаную обдирную (15,0%) и крупяную муку (20,0%). Хлеб ржано-пшеничный с мукой крупяных культур (ТУ 9113-137-05747152-96) предназначен для массового потребления и лечебно-профилактического питания [Новые сорта муки из крупяных культур // Режим доступа: http://vniiz.org/muka-lab.aspx].

Наиболее близким по технической сущности и поставленной задаче к предлагаемому техническому решению является способ улучшения качества ржано-пшеничного хлеба, предусматривающий приготовление теста, содержащего муку пшеничную и ржаную, дрожжи хлебопекарные, соль поваренную, амарантовый улучшитель качества хлеба и воду, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, где в качестве амарантового улучшителя качества хлеба в тесто вводят измельченную до состояния муки перидермовую фракцию размола семян (зерна) амаранта [Патент RU 2251455 С2 МПК⁸ В02С 9/04 Способ помола семян амаранта / В.Г. Дулаев, А.Е. Медведев, А.И. Меныиенин, 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 (5,0÷15,0)% от общей массы муки в тесте. Перидермовая фракция размола семян (зерна) амаранта содержит соответственно крахмал в количестве (64,0÷78,0) мас. %, белки - (6,0÷8,0) мас. %, жиры - (2,0÷4,0) мас. %, клетчатку - (2,0÷4,0) мас. %, золу - (1,0÷2,0) мас. % [Патент RU 2325058 С2 МПК⁸ A21D 2/36, A21D 8/02. Способ улучшения качества ржано-пшеничного хлеба / А.Е. Медведев, Е.П. Мелешкина, А.И. Меньшенин, И.Д. Замулко; Общество с ограниченной ответственностью «АМАФОР». Заявл. 24.11.2005. Заяв. №2005136486/13. Опубл. 27.05.2008. Бюл. №15].

Недостатком вышеуказанного способа является получение хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки при добавлении обогатителя с пониженной формоустойчивостью подовых изделий, что указывает на наличие повышенной автолитической активности мякиша. Указанные в таблице 2 значения показателя формоустойчивости (Н:D) от 0,33 до 0,36 единиц относят изделия, полученные по известному способу, к хлебу, выпеченному из 100,0% муки ржаной обдирной [Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2004. - С. 154-155], что не соответствует составу рецептуры данного изобретения.

Задачей изобретения является совершенствование способа приготовления формового крупяного ржано-пшеничного хлеба.

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

Достижение такого результата обеспечивается тем, что в способе приготовления формового крупяного ржано-пшеничного хлеба, предусматривающем приготовление теста, содержащего муку ржаную хлебопекарную, муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, сахар-песок, сухую закваску-подкислитель, амарантовый улучшитель качества формового хлеба и воду питьевую, разделку, расстойку и выпечку целевого продукта, в качестве амарантового улучшителя в тесто вводят муку амарантовую сортовую нативную (крупяную), получаемую путем измельчения до состояния муки хлопьев амарантовых нативных [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] в количестве 10,0% взамен ржаной хлебопекарной муки при показателе числа падения ржано-пшеничной смеси не менее (327÷330) с.

Основные показатели пищевой ценности муки амарантовой крупяной приведены в таблице 1. Формируемая в основном из частиц крахмалистого перисперма зерна амаранта амарантовая крупяная мука отличается большим в (3,6÷9,1) и (1,1÷1,2) раза содержанием собственных Сахаров и крахмала, чем хлебопекарная мука, поэтому может использоваться в хлебопекарном производстве в качестве улучшителя.

Технологические свойства крупяного сырья отличаются от хлебопекарных свойств ржаной и пшеничной муки, что потребовало проведение дополнительных исследований по оценке его углеводно-амилазного комплекса: автолитической активности, сахарообразующей способности, активности амилолиза (атакуемости) крахмала.

Авторами установлено, что при прогреве водной суспензии амарантовой крупяной муки количество водорастворимых веществ, определяемых по ГОСТ 27495, накапливается больше, чем при прогреве суспензии пшеничной муки, но меньше, чем при прогреве суспензии ржаной муки (таблица 2).

Показатель числа падения по ГОСТ 27678 в клейстеризованной пробе амарантовой крупяной муки в (2,3÷6,3) раза ниже, чем в клейстеризованных пробах хлебопекарной ржаной и пшеничной муки, что обусловлено высокой атакуемостью крахмала зерна амаранта при прогреве вследствие его мелкозернистой ячеистой структуры [Крахмал и крахмалопродукты / В.В. Литвяк [и др.]: монография; под ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.Ф. Рослякова. - Краснодар: Изд. ФБГОУ ВПО «КубГТУ», 2013. - С. 47].

Для инструментальной оценки углеводно-амилазного комплекса зернопродуктов предложен эффективный способ контроля и регулирования автолитической активности [Патент RU 2145417 С1 МПК⁶ G01N 33/02 Способ контроля и регулирования автолитической активности пшеничной муки / В.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] с помощью информационно-измерительного комплекса на базе прибора амилотест АТ-97 (ЧП-ТА).

Реологическое поведение клейстеризованных водно-мучных суспензий: кинетика по изменению скорости деструкции крахмального геля, λ, с^-1, под действием собственных амилолитических ферментов и динамика по расчетному критерию автолитической активности, Δ, исследуется путем измерения их вязкости при постоянной температуре термостатирования плюс 100°С в течение 20 мин в режиме «тестограмма»:

где F_max - максимальная вязкость крахмального геля, Н;

F_min - минимальная вязкость крахмального геля, Н.

Результаты экспериментальных исследований реологического поведения водно-мучных суспензий хлебопекарной и крупяной муки, проведенные заявителями, приведены на фиг. 1-4.

Среди объектов исследования наличие прямоугольного участка кривой на тестограмме как плато-фазы стабильности характерно только для пшеничной муки (фиг. 1, 2). Предположительно, при прогреве ее водной суспензии на начальном этапе клейстеризации осуществляется образование комплекса с амилозой, который при дальнейшем прогреве способен быть устойчивым к деструкции. Для амарантовой крупяной муки (фиг. 4) характерный «пик» вязкости на тестограмме выражен слабо по причине механической деструкции зерен крахмала амаранта при вальцевании нативных хлопьев.

Расчетный критерий автолитической активности клейстеризованной пробы крупяной муки приближается к показателю для клейстеризованной пробы ржаной муки, что позволяет прогнозировать сочетание данных видов сырья в рецептуре хлеба [Реологические характеристики углеводно-амилазного комплекса хлебопекарных смесей с амарантовой мукой / Н.А. Шмалько [и др.] // Техника и технология пищевых производств, 2011. - №3 (Т.22). -С. 82-86].

С атакуемостью крахмала действию амилаз связана и сахаробразующая способность, обусловливающая образование при автолизе водно-мучной суспензии определенное количество мальтозы за счет проявления активности, главным образом, бета-амилазы (таблица 3). Суммарная активность амилолитических ферментов амарантовой крупяной муки приближается к таковой для ржаной муки, отличаясь, наибольшей активностью бета-амилазы.

Максимальное количество мальтозы в мг, образующееся из пробы муки массой 100 г в течение 60 мин ее настаивания в 50 см³ воды при температуре плюс 27°С, наблюдается в пробе амарантовой крупяной нативной муки (10,80 мг), что в 1,3 и 1,7 раза выше, чем в пробах ржаной и пшеничной муки [Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011. - С. 199-205].

Для поставленного результата - улучшения качества формового ржано-пшеничного хлеба при переработке традиционной муки с пониженными хлебопекарными достоинствами авторы произвели серию опытов эксперимента.

В эксперименте использовали композитную смесь, составленную из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта с пониженной автолитической активностью (число падения 396 с в режиме «процесс клейстеризации» прибора амилотест АТ-97 (ЧП-ТА) при норме от 220 до 250 с), муки ржаной обдирной хлебопекарной с пониженной автолитической активностью (число падения 258 с в режиме «процесс клейстеризации» прибора амилотест АТ-97 (ЧП-ТА) при норме от 150 до 180 с), муки амарантовой крупяной (число падения 66 с в режиме «процесс клейстеризации» прибора амилотест АТ-97 (ЧП-ТА)), взятых в соотношениях: 50,0:47,2:2,5; 50,0:45,0:5,0; 50,0:42,5:7,5; 50,0:40,0:10,0; 50,0:37,5:12,5, 50,0:35,0:15,0. Результаты исследования реологического поведения водно-мучных суспензий исследуемых соотношений композитной смеси приведены в таблице 4.

В результате опытов отмечается, что в клейстеризованных пробах ржано-пшеничной смеси с амарантовой крупяной мукой скорость деструкции крахмального геля, по сравнению с контрольной пробой, повышается, уменьшая вязкость, что способствует повышению автолитической активности в термостатируемых суспензиях. Период снижения ферментативной активности альфа-амилазы в ходе клейстеризации водно-мучных суспензий наблюдается при добавлении (10,0)% добавки взамен ржаной муки при одновременном повышении ее водопоглотительной способности, предположительно за счет проявления гидродинамического фактора сохранения устойчивости крахмала амилолизу.

Авторами экспериментально установлено, что общая (титруемая), град и активная кислотность, рН теста из смеси ржаной и пшеничной муки в случае добавления муки амарантовой крупяной (таблицы 5, 6) повышается за счет содержания в улучшителе большого количества пищевых веществ, интенсифицирующих ход протекания ферментативных и бродильных процессов в полуфабрикате.

Титруемая кислотность выброженного теста из смеси муки ржаной и пшеничной муки при соотношении 50,0:50,0 не должна превышать (7,0÷10,0) град при продолжительности брожения полуфабриката от 60 до 90 мин [Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - С. 183].

Установлено, что предпочтительным способом приготовления теста из смеси ржаной и пшеничной муки в соотношении 50,0:50,0 при введении муки амарантовой крупяной взамен части ржаной обдирной муки является ускоренный однофазный способ с добавлением сухой закваски-подкислителя «Аграм темный», длительность брожения которого до достижения требуемой кислотности с учетом подъемной силы хлебопекарных дрожжей не должна превышать (70±10) мин. Рекомендуемый подкислитель содержит муку пшеничную набухающую, кислоту лимонную, ацетат кальция, муку обжаренную солодовую, колера сахарного (Е150), что позволяет значительно сократить продолжительность созревания полуфабриката с целью предотвращения его избыточной пептизации.

Сопоставительный анализ показывает, что данное изобретение отличается от известного изобретения введением в состав теста хлебопекарной муки с пониженной автолитической активностью, что делает данное техническое решение соответствующим критерию «новизна».

Осуществление и проверку данного способа производили путем применения метода проведения лабораторной выпечки однофазным ускоренным способом по рецептуре (таблица 7) для оценки качества формового ржано-пшеничного хлеба при взятом количестве муки на одну пробу 400 г. Параллельно получали формовой ржано-пшеничный хлеб по известному способу. Прототипом (контролем) послужила рецептура на хлеб столичный по ГОСТ 26984-86 [Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - С. 185-187].

Примечание: * рецептурой предусматривается переработка муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта как сырья с пониженной автолитической активностью; ** количество дрожжей прессованных хлебопекарных увеличивается на 1,5% по сравнению с исходной рецептурой для реализации ускоренного способа тестоприготовления; *** количество сахара-песка уменьшается на 1,5% по сравнению с исходной рецептурой для предотвращения избыточного брожения в тесте; ****рецептурой предусматривается количество подкислителя, рекомендуемое производителем при взятом соотношении ржаной и пшеничной муки, для достижения требуемой конечной кислотности полуфабриката при брожении.

Авторами установлено, что при приготовлении теста из смеси ржаной и пшеничной муки с добавлением амарантовой крупяной муки от 2,5% до 15,0% ускоренным способом (таблица 8) удельный объем формового хлеба увеличивается по сравнению с контролем на (0,5÷7,8)%, пористость - на (1,7÷8,5)%, кислотность - на (4,3÷21,7)%, общая сжимаемость мякиша -на (8,3÷28,0)%, содержание ароматических веществ - на (11,0÷21,8)%. Наилучшим качеством среди изучаемых проб по величине удельного объема формового хлеба отличается проба с содержанием 10,0% обогатителя [Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф. Амарант в пищевой промышленности. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2011.-С. 285].

Качество пробы ржано-пшеничного хлеба с оптимальной дозировкой муки амарантовой крупяной (10,0% взамен ржаной обдирной муки) отвечает требованиям ГОСТ 31807-2012 «Изделия хлебобулочные из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. Общие технические условия»: влажность мякиша, %, не более 53,0; кислотность мякиша, град, не более 12,0; пористость, % не менее 46,0.

Сводные показатели качества и пищевой ценности формового ржано-пшеничного хлеба, приготовленного по заявленному способу, приведены в таблице 9.

Пищевая ценность формового ржано-пшеничного хлеба при внесении муки амарантовой крупяной повышается за счет обогащения изделий белками на 5,6%, усвояемыми углеводами - 8,0%, клетчаткой - на 16,7%, золой - на 5,6%, натрием - 8,1%, фосфором - на 12,2%, железом - на 36,7%.

Витаминный состав ржано-пшеничного хлеба при введении муки амарантовой крупяной также улучшается: содержание тиамина повышается в 2,6 раза, рибофлавина - в 4,0 раза, ниацина - на 10,9%. Энергетическая ценность изделий при внесении улучшителя по сравнению с контролем изменяется незначительно.

Применение в хлебопечении нового улучшителя качества формового ржано-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».