Удосконалення технології хліба спеціального дієтичного призначення

Abstract

Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та удосконаленню технології безглютенового хліба з рисового борошна із використанням амілолітичних ферментів та структуроутворювачів. Систематизовано дані літературних джерел щодо способів підвищення технологічного потенціалу борошняної сировини для виробництва хлібобулочних виробів для людей із глютензалежними захворюваннями та проаналізовано досвід застосування ензимів, поверхнево-активних речовин (ПАР), гідроколоїдів і білків для регулювання її властивостей. Вказано на перспективи використання амілолітичних фер-ментів (грибної α-амілази і глюкоамілази), знежиреного лецитину, сухого яєчного білка і гідроксипропілметилцелюлози (ГМПЦ) для створення безглютенового хліба. На підставі аналізу хімічного складу та технологічних властивостей різних сортів рисового борошна встановлено доцільність використання в якості сировини для виробництва безглютенового хліба борошна з шліфованого (білого) рису. Обгрунтовано переваги його застовування за гранулометричним складом, водопоглинальною, волого- і жироутримуючою здатністю. Доведено, що висока водопоглинальна здатність рисового борошна зумовлює необхідність збільшення вологості тіста. Проведено аналіз стану вуглеводно-амілазного комплексу рисового борошна. Виявлено, що рисове борошно має у 2 рази нижчу активність α- і β-амілази та газоутворювальну здатність в порівнянні з пшеничним борошном вищого сорту. Встановлено вплив амілолітичних ферментів на накопичення цукрів під час гідролізу крохмалю модельних тістових систем з рисового борошна вологістю 53 %. Досліджено, що використання грибної α-амілази в кількості 0,005 % та глюкоаміла-зи – 0,03 % до маси борошна сприяє утворенню моно- та дисахаридів у кількості 5,5-6 %, які необхідні для інтенсифікації перебігу мікробіологічних процесів у тісті, протягом 3 год ферментації. З метою інтенсифікації деполімеризації крохмалю рисового борошна запропоновано раціональний спосіб його модифікації – приготування напівфабрикату-гідролізату вологістю 65 % з борошна, що забезпечує достатній ступінь гідролізу крохмалю (кількість утворених цукрів становить 5,9 % на СР) зі скороченням тривалості технологічного процесу до 2 год. Експериментально визначено, що застосування ферментативної модифікації крохмалю рисового борошна сприяє активізації газоутворення та кислотонакопичення, що забезпечує необхідну інтенсивність бродіння тістових напівфабрикатів для покращення якості готових виробів. Доведено доцільність сумісного використання знежиреного лецитину, соняшникової олії і як структуроутворювачів – сухого яєчного білка та ГПМЦ у рецептурній композиції удосконаленого безглютенового хліба в поєднанні з фермен-тативною модифікацією крохмалю рисового борошна. Встановлено, що спільне їх внесення в тісто з ферментами зумовлює суттєве поліпшення його в’язко-пластичних властивостей, зниження адгезійної напруги, підвищення газоутримувальної здатності, що забезпечує зростання питомого об’єму та розпушеності готових виробів. Методом математичного моделювання оптимізовано рецептурні дозування комбінацій сировинних інгредієнтів: «лецитин, олія, сухий яєчний білок» та «лецитин, олія, ГПМЦ» у кількостях відповідно «1,0 %, 3,0 %, 4,0 %» і «1,0 %, 3,0 %, 1,0 %» до маси борошна, які забезпечують найвищі показники якості готових виро-бів. В результаті проведених експериментальних досліджень розроблено рецептури і технологічні інструкції на нові вироби: хліб «Білосніжний» і «Світанок», технологічну та апаратурно-технологічну схеми їх виробництва. За результатами розрахунків очікуваної економічної ефективності від реалізації виробів встановлено, що відпускна ціна хліба «Білосніжного» та «Світанок» становить 92,45 грн. і 93,23 грн за 1 кг, що підтверджує доцільність впровадження удосконаленої технології. Запропоновані технологічні рішення підтверджено патентами на винахід та корисну модель. Здійснено апробацію технології нових виробів у виробничих умовах закладів ресторанного господарства м. Києва та у навчальному процесі НУХТ. The dissertation is devoted to scientific justification and improvement of gluten-free bread technology made of rice flour with the use of amylolytic enzymes and struc-ture-forming agents. The literature sources systemized regarding the ways of increasing the technologi-cal potential of flour raw materials for the bakery products production for the people with gluten-dependent diseases and analyzed the experience of the use of enzymes, surfac-tants, hydrocolloids and proteins to regulate its properties. The perspectives of the use of amylolytic enzymes (fungal α-amylase and glucoamylase), low-fat lecithine, dried egg white, and hydroxypropylmethylcellulose (HMPC) to create gluten-free bread are indi-cated. On the basis of chemical and technology composition analysis of different varieties of rice flour, the expediency of the use of the ground (white) rice flour in the gluten-free bread production was established. The advantages of its application in granulometric composition, water absorption, water and fat-holding capacity are substantiated. It is proved that high water absorption capacity of rice flour necessitates increase of dough humidity. The state of carbohydrate-amylase complex of rice flour was analyzed. It is determined, that the rice flour has two time lower activity of α- and β-amylase and gas-forming ability in comparison to higher-grade rice flour. The influence of amylolytic enzymes on the accumulation of sugars during the hydrolysis of starch model rice flour systems with a moisture content of 53 % was deter-mined. It has been investigated that the use of 0.005 % fungal α-amylase and 0.03 % glucoamylase by weight of flour promotes the formation of mono- and disaccharides in the amount of 5.5-6 %, which are required to intensify the course of microbiological processes in the dough for 3 hours of fermentation. In order to intensify the depolymeriza-tion of rice flour starch, a rational method of its modification is offered within the preparation of semi-finished hydrolyzate of flour with 65 % moisture content, which provides sufficient level of starch hydrolysis (the amount of sugars formed is 5.9 % to dry substanc-es) with a reduction of technological process by 2 hours. It has been experimentally determined that the use of enzymatic modification of rice flour starch promotes the activation of gas formation and acid accumulation, which provides the necessary intensity of fermentation of dough semi-finished products to improve the quality of ready-made products. The feasibility of the combined use of lowfat lecithin, sunflower oil and as struc-ture-forming agents – dry egg white and HPMC in the formulation of improved gluten-free bread in combination with enzymatic modification of rice flour starch. It is established that their joint introduction into the dough with enzymes leads to a significant improve-ment of its viscous-plastic properties, decrease in adhesion tension, increase of gas-holding capacity, which provides growth of specific volume and looseness of finished products. By the method of mathematical modelling the prescription dosages of combina-tions of raw ingredients were optimized: "lecithin, oil, dry egg white" and "lecithin, oil, HPMC" in quantities of "1.0 %, 3.0 %, 4.0 %" and "1,0 %, 3.0 %, 1.0 %" by weight of flour, which provide with the highest quality of finished products. As a result of the experimental researches, recipes and technological instructions for new products have been developed: bread "Snow White" and "Dawn", technological and equipment-technological schemes of their production. Due to the results of calculations of expected economic efficiency from the sale of products, it is established that the selling price of bread "Snow White" and "Dawn" is 92.45 UAH and 93.23 UAH per 1 kg, which confirms the feasibility of introducing improved technology. The proposed technological solutions are confirmed by patents for the invention and utility model. The technology of new products was tested in the production conditions of the restaurants of Kyiv and in the educational process of NUFT.