Наукове обґрунтування та розроблення прискорених технологій хлібобулочних виробів, збагачених харчовими волокнами

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню проблеми розроблення прискорених технологій хлібобулочних виробів із суміші житнього та пшеничного борошна в умовах міні-підприємств і закладів ресторанного господарства (ЗРГ). Сформульовано основні закономірності інтенсифікації технологічних процесів, покращання структурно-механічних властивостей житньо-пшеничного тіста за рахунок гідролізу пентозанів, підвищення активності бродильної мікрофлори, активізації мікробіологічних і біохімічних процесів у тісті. Проаналізовано стан виробництва, переваги та особливості технології хлібобулочних виробів із суміші житнього та пшеничного борошна. Показано, що для досягнення їх високої якості необхідно забезпечити належну кислотність тіста, що досягається використанням житніх заквасок, виготовлених на чистих культурах мікроорганізмів, приготування яких ускладнює процес виробництва хлібобулочних виробів із суміші житнього та пшеничного борошна в ЗРГ. Запропоновано нові технологічні рішення прискореного виробництва житньо-пшеничних хлібобулочних виробів за рахунок впровадження заквасок спонтанного бродіння (ЗСБ), розроблення полікомпонентних підкислювачів (ПКП) і використання нових видів сировини з високим вмістом харчових волокон (ХВ). Запропоновано нову схему культивування закваски спонтанного бродіння, яка базується на накопиченні органічних кислот, що легко дисоціюють на іони, забезпечуючи високу якість напівфабрикатів і готових хлібобулочних виробів. Показано, що склад мікроорганізмів, які утворюються за спонтанного бродіння закваски, стабілізується систематичним поновленням закваски. Досліджено біотехнологічні властивості закваски спонтанного бродіння, параметри технологічного процесу та показники якості хліба за умови її використанням. Визначено кількість і співвідношення дріжджів і молочнокислих бактерій (МКБ) у густій житній заквасці спонтанного бродіння. Показано, що на відміну від заквасок, виведених на чистих культурах мікроорганізмів, у ЗСБ превалює накопичення гетероферментативних молочнокислих бактерій, які зумовлюють накопичення органічних кислот у цій заквасці з вищою, ніж у молочної кислоти, константою дисоціації. За однакової титрованої кислотності ЗСБ мають нижче значення рН, внаслідок чого пригнічується розвиток небажаної мікрофлори в заквасці. Теоретично та експериментально обґрунтовано технологію житньо-пшеничних хлібобулочних виробів із використанням ЗСБ. Показано, що найбільш поширеним способом інтенсифікації технологічного процесу виготовлення житньо-пшеничних хлібобулочних виробів є використання підкислювачів і поліпшувачів різного спектру дії. На основі аналізу їх впливу на технологічний процес та якість готових хлібобулочних виробів здійснено інтегральний підхід до компонування складу нових полікомпонентних підкислювачів (ПКП) «Оптимальний 1» та «Оптимальний 2», який враховує вплив складових компонентів підкислювачів на основні біополімери тіста (білки, крохмаль, пентозани) та показники якості хліба. Розроблено склад полікомпонентного підкислювача «Оптимальний 1» на основі ферментних препаратів глюкооксидази, пентозанази і геміцелюлази, лимонної кислоти, солоду житнього ферментованого, сухої молочної сироватки і камеді гуари, а також склад полікомпонентного підкислювача «Оптимальний 2», до якого входять ферментні препарати грибкової α-амілази і пентозанази, аскорбінова і лимонна кислоти, солод житній ферментований, суха молочна сироватка, камедь гуари. Використання розроблених полікомпонентних підкислювачів у виробництві житньо-пшеничних хлібобулочних виробів дозволяє скоротити тривалість технологічного процесу у 2,5–3 рази. Встановлено вплив розроблених підкислювачів та їх складових на основні біополімери тіста. Показано, що використання ПКП «Оптимальний 1» та ПКП «Оптимальний 2» у виробництві житньо-пшеничних хлібобулочних виробів сприяє інтенсифікації мікробіологічних і біохімічних перетворень у тісті. Встановлено якісний склад полісахаридного комплексу концентратів ХВГ і ХВК. Визначено, що загальний вміст харчових волокон у досліджуваній сировині становить 61,6 та 77,1 % до маси сухих речовин. Доведено, що концентрати ХВГ і ХВК характеризуються високим вмістом пектинових речовин (31,1…54,6 % до маси СР відповідно), завдяки чому зростає сорбційна здатність розроблених хлібобулочних виробів з ХВГ і ХВК відносно свинцю – у 2,2 рази, відносно кадмію – у 8,4…8,9 рази. Встановлено вплив концентратів ХВГ і ХВК на форми зв’язку вологи в хлібобулочних виробах та доведено, що завдяки високій водопоглинальній здатності харчових волокон зростає кількість зв’язаної вологи в хлібі, що пояснює механізм збереження свіжості готових виробів. Досліджено закономірності впливу концентратів ХВГ і ХВК на підвищення загальної та активної кислотності тіста, що сприяє інтенсифікації біохімічних і мікробіологічних процесів у тісті. Розроблено технологічні інструкції та рецептури житньо-пшеничних хлібобулочних виробів з концентратами ХВГ і ХВК, що дозволяє розширити асортимент хлібобулочних виробів із вмістом інгредієнтів оздоровчої дії. Доведено, що внесення в тісто концентратів ХВГ і ХВК забезпечує підвищення вмісту харчових волокон та зниження калорійності готових виробів. Споживання розроблених хлібобулочних виробів у кількості 277 г/добу забезпечуватиме організм людини на 35,0…68,4 % добової потреби в ХВ. The dissertation is devoted to scientific substantiation and development of accelerated technologies of bread bakery products with mixture of rye and wheat flour for the restaurant business establishments and mini-enterprises. There was formulated basic regularities of intensification of technological processes, improvement of structural and mechanical properties of rye and wheat dough due to hydrolysis of pentosans, increase of activity of ferment microflora, activation of microbiological and biochemical processes in dough. There was analyzed state of production, advantages and features of the technology of bread bakery products from a mixture of rye and wheat flour. It has been shown that in order to achieve of their high quality it is necessary to ensure the proper acidity of dough, which is achieved by using dense or liquid rye sour doughes which are produced on pure cultures of microorganisms, the preparation of which complicates the process of production of rye-wheat bread bakery products from in restaurant business establishments. There was offered new technological solutions for the accelerated production of rye-wheat bread bakery products due to the introduction of spontaneous sour dough (SSD), the development of polycomponent acidulents (PA) and using of new types of raw materials with a high content of food fibers. There was offered new model for the culturing of SSD, which are based on the accumulation of organic acids that is easily dissociating on ions, that is insure high quality semifinished and finished bread bakery products. There was shown that the composition of microorganisms formed during spontaneous fermentation of sour dough is stabilized by systematic renewal of sour dough. There were investigated biotechnological properties of SSD, parameters of technological process and figures of bread quality with its use. There was shown that in contrast to sour dough of pure cultures of microorganisms, in SSD, predominant accumulation of heterofermentative lactic acid bacteria, which results in the accumulation of organic acids in this sour dough, is higher than in lactic acid, the dissociation constant. For the same titrated acidity, SSD has lower pH value; this is result of suppressed development of undesirable microflora in sour dough. Theoretically and experimentally there was proved technology of rye-wheat bread bakery products with using SSD. There was shown that the most popular way of intensifying technological process of making rye-wheat bread bakery products is the use of acidulents and conditioners with various spectrum of action. On the ground of analysis of their influence on technological process and quality of finished products, there was developed composition of the compositions of the new multicomponent acidulents (MCA) “Optimal 1” and “Optimal 2”, which considered effect of acidulents’ components on main dough biopolymers (proteins, starch, pentosani) and quality indicators of bread. There was developed composition of multicomponent acidulant "Optimal 1", which is consisted of enzyme preparations of glucooxidase, pentosanase and hemicelulase, citric acid, rye fermented malt, dry lactoserum and guar gum, and also composition of multicomponent acidulant "Optimal 2", which composition consist of enzyme preparations of fungal α -amylases and pentosanase, ascorbic acid and citric acid, rye fermented malt, dry lactoserum and guar gum. Using of developed multicomponent acidulents in production of rye-wheat bread bakery products can reduce t continuance of technological process by 2,5-3 times. There was shown that use of MCA "Optimal 1" and the "Optimal 2" control panel in the production of rye-wheat bread bakery products contributes to intensification of microbiological and biochemical transformations in the dough. There was obtained new scientific data about formation of wheat flour proteins complexes and pentosan of rye flour, which explains the peculiarities of formation of gluten carcass in rye-wheat dough and is confirmed by increase in its viscous-plastic properties. There was given scientific of using of concentrates of peanut food fibers (PeFF) and potato dietary fiber (PoFF) in order to create functional bakery products. There was established qualitative composition of polysaccharide complex of PeFF and PoFF concentrates. It was established that the total content of food fibers in peanut food fibers is 61,6%, in potato food fiber – 77,1%. There was developed technological instructions and composition of rye-wheat bakery products with concentrates of PeFF and PoFF, which allowed expanding the range of bread bakery products, with contents of ingredients of health-improving action. There was proved that addition of PeFF and PoFF to dough provide increase in content of food fibers.