КОМПЛЕКСНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ИЗНОСА И КАЧЕСТВЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ХЛЕБОПРОДУКТОВ ИЗ МУКИ I СОРТА

УДК 664.66

АННОТАЦИЯ

Введение. В условиях жаркого климата Республики Узбекистан обеспечение стабильности качества хлебобулочных изделий при хранении приобретает особую научно-практическую значимость, поскольку высокие температуры ускоряют процесс их черствения. Цель. Сравнительное изучение процесса черствения хлеба из муки I сорта различных отечественных производителей и выявление факторов, влияющих на сохранение его качества при хранении. Методология. Оценка качества образцов проводилась с использованием органолептических, физико-химических и пенетрометрических методов анализа. Влажность мякиша определялась гравиметрически по ГОСТ 21094, набухаемость — методом водопоглощения при 30 °C, степень измельчения — просеиванием, деформационные показатели — на пенетрометре АП-4/2. Измерения проводились через 12, 24, 36 и 48 часов хранения при температуре 20–22 °C. Результаты. Установлено, что образцы хлеба существенно различаются по качественным показателям и устойчивости к черствению. Лучшие результаты по органолептической оценке (78 баллов), сохранению влажности мякиша и его деформационной способности продемонстрировал хлеб из муки ООО "Олий-Неъмат", что обусловлено технологическими свойствами данной муки. Выводы. Полученные результаты имеют практическое значение для повышения сохранности хлебобулочных изделий и стабилизации их качества в условиях жаркого климата Узбекистана. Установленная зависимость устойчивости хлеба к черствению от технологических свойств муки открывает возможности для целенаправленного подбора сырья с целью продления срока годности продукции.

ABSTRACT

Introduction. Under the hot climate conditions of the Republic of Uzbekistan, ensuring the stability of bakery product quality during storage is of particular scientific and practical importance, since high temperatures accelerate the staling process. Purpose. A comparative study of the staling process of bread made from grade I flour from various domestic producers and the identification of factors influencing the preservation of its quality during storage. Methodology. The quality of the samples was assessed using organoleptic, physicochemical, and penetrometric methods of analysis. The moisture content, swelling capacity, degree of grinding of the crumb, and its deformation capacity were determined over 48 hours of storage. Results. It has been established that the bread samples differ significantly in their quality indicators and resistance to staling. The best results in organoleptic assessment (78 points), moisture retention of the crumb, and its deformation capacity were demonstrated by the bread made from the flour of "Oliy-Ne'mat" LLC, which is attributable to the technological properties of this flour. Conclusions. The results obtained are of practical importance for improving the preservation of bakery products and stabilizing their quality under hot climate conditions.

Ключевые слова: хлебобулочные изделия; мука первого сорта; черствение хлеба; хранение хлеба; мякиш хлеба; органолептическая оценка; влажность мякиша; пенетрометрические показатели; сохранность; жаркий климат.

Keywords: bakery products; first-grade flour; bread staling; bread storage; bread crumb; organoleptic assessment; crumb moisture; penetrometric indicators; preservation; hot climate.

Введение. Наряду с производством хлебобулочных изделий, особое научно-практическое значение имеет обеспечение стабильности их качества в процессе хранения. Особенно в условиях Республики Узбекистан высокая температура воздуха большую часть года, изменчивость относительной влажности, недостаточный уровень систем охлаждения в цепочке транспортировки и хранения продукции повышают риск быстрого старения хлебобулочных изделий, потери влаги, затвердевания мякоти и микробиологического разрушения.

Полное представление о процессах, происходящих в виде старения хлебобулочных изделий во время хранения, создает широкие возможности для использования современных методов исследования для замедления этого процесса.

На сегодняшний день разработаны объективные методы определения свежести хлеба, которые основываются на изменениях свойств хлебных изделий в процессе хранения[1].

Установлено, что на срок хранения хлеба в первую очередь влияет изменение формы связи влаги в составе продукта [2, 3]. Анализ научных исследований показал, что количество связанной осмотической и адсорбционной влаги в образцах хлеба, изготовленных с использованием активированной воды, увеличивается в начальный период хранения [2, 3, 16].

Несмотря на то, что было проведено несколько исследований по производству и хранению хлебобулочных изделий, точных механизмов полной остановки процесса его старения не существует, но удалось частично замедлить его [7].

Исследовано ускорение процесса старения хлеба за счет увеличения содержания крахмала в пшеничной муке, частоты его выпадения, ретроградации амилопектина и измельчения хлебной муки [8]. В нашей республике научные исследования в этом направлении проведены недостаточно, и выявлено, что на предприятиях по производству хлеба не анализируются факторы, влияющие на этот вид.

Исследовано, что длительное хранение хлебобулочных изделий приводит к потере вкуса, ухудшению качества мякоти и образованию толстой корочки [9, 10]. Установлено, что перекристаллизация (т.е. ретроградация) амилопектина играет важную роль в упрочнении хлеба в начале процесса охлаждения [11-16]. Кроме того, процесс старения хлеба является сложным, и на него влияет ряд физико-химических реакций, таких как движение влаги от ядра к оболочке [17] и взаимодействие глютен-крахмала [14]. В нашей республике влияние акустически активированной воды на старение хлебобулочных изделий при подготовке местных сортов зерна пшеницы к помолу сортовой муки, использование желатина в качестве рецептурного компонента хлебобулочных изделий приводит к значительному замедлению их старения при хранении, и это очень важно для регионов с жарким климатом, приведено в исследованиях И.Б.Исабаева. При подготовке партий зерна пшеницы к помолу сортовой муки при tкондиционированном кондиционировании увеличивается повреждение зерен крахмала, в то же время выявлена прямолинейная обратная связь между повреждением зерен крахмала средней фракции в эндосперме и их повреждением при помоле муки, изучено быстрое снижение качества хлебобулочных изделий из помола в процессе хранения.

Для оптимизации активности мучной амилазы и замедления старения хлеба рекомендуется добавлять в твердую пшеничную муку микробные амилазы или солодовые ферменты. Изучено, что амилаза гидролизует поврежденные частицы крахмала в тесте и таким образом увеличивает количество мальтозы, что приводит к активации дрожжей во время ферментации, в результате чего образуются продукты реакции Майяра, усиливающие запах хлеба и придающие специфический запах и темно-коричневый цвет мякишу хлеба, в то же время амилаза снижает молекулярную массу крахмальных полимеров и приводит к образованию мальтодекстринов, которые повышают мягкость мякиша, улучшают его эластичность и замедляют процесс старения [13, 16].

В условиях жаркого климата Узбекистана проблема хранения хлебобулочных изделий приобретает особую актуальность, поскольку в условиях высоких температур и переменной влажности ускоряется потеря влаги продуктом, затвердевание мякоти, ретроградация крахмала и микробиологическое разрушение. Это приводит к снижению потребительских свойств, срока годности и стабильности качества хлеба. Поэтому разработка технологических решений, адаптированных к местным климатическим условиям и стабилизирующих качество хлеба в период хранения, имеет важное научно-практическое значение с точки зрения продовольственной безопасности и экономической эффективности. Поэтому целью настоящего исследования является сравнительное изучение процесса старения хлебобулочных изделий, изготовленных из хлебопекарной муки I сорта, производимой в Узбекистане, и выявление основных факторов, влияющих на него.

Методы. В качестве методов исследования были использованы органолептические и физико-химические методы анализа, направленные на комплексную оценку качественного состояния и процесса черствения хлебобулочных изделий. Органолептическая оценка (внешний вид, форма, состояние корки и мякиша, пористость, вкус и запах) проводилась экспертным методом по 5-балльной шкале с применением коэффициентов значимости показателей в соответствии с действующими стандартами на хлебобулочные изделия (подробнее — см. ниже). Влажность мякиша определялась гравиметрическим методом: навеска высушивалась при температуре 130 °C до постоянной массы, влажность рассчитывалась как потеря массы при высушивании в соответствии с ГОСТ 21094. Набухаемость мякиша определялась методом набухания в воде при температуре 30 °C в течение 60 мин с последующим определением прироста массы (ГОСТ 27495). Степень измельчения мякиша определялась методом просеивания через сита с размером ячеек 1 мм после предварительного высушивания и измельчения образца. Деформационные (пенетрометрические) показатели мякиша определялись на пенетрометре АП-4/2 по глубине погружения конического индентора массой 50 г в течение 5 с. Все измерения проводились через 12, 24, 36 и 48 часов хранения образцов при комнатной температуре (20–22 °C) и относительной влажности воздуха 60–65 %; для каждого показателя выполнялось не менее трёх параллельных измерений с последующим расчётом средних значений. Полученные результаты послужили для определения динамики черствения хлеба, оценки влияния технологических факторов и обоснования практических решений, направленных на улучшение качества. При оценке органолептических показателей качества использовалась 100-балльная система, используемая для оценки качества хлебобулочных изделий из пшеничной муки:

Результаты исследования и обсуждение. Результаты органолептической оценки были проведены после 24 часов выпечки образцов хлеба из исследуемых образцов муки I сорта. Результаты анализа представлены в таблице 1.

C = k_i . x_i (1)

где: C - оценка качества хлеба, баллов; k_i - коэффициент доброкачественности каждого показателя; xi - оценка каждого показателя по 5-балльной шкале, баллов; i - показатели качества хлеба (i = 1, 2, 3... n); n - количество показателей.

При этом каждый показатель качества хлебобулочного изделия оценивался на основе приведенной выше 5-балльной шкалы. Результаты суммировались путем умножения оценки каждого показателя по 5-балльной шкале на соответствующий коэффициент значимости этого показателя. Согласно системе, при таком суммировании баллов оценка идеального хлебобулочного изделия наивысшего качества равна 100 баллам.

Таблица 1

Оценка органолептических показателей качества хлеба, изготовленного из образцов муки I сорта

В таблице 1 проанализированы органолептические показатели качества формового хлеба, изготовленного из образцов муки I сорта, на основе метода комплексной оценки. В нем учитываются основные органолептические показатели, такие как форма хлеба, цвет корки и состояние поверхности, состояние мякоти, пористость мякоти, аромат и вкус, а общий балл качества рассчитывается с помощью весовых коэффициентов (k_i), установленных для каждого показателя.

Согласно результатам анализа, образец ООО "Олий-Неъмат" получил самую высокую общую оценку - 78 баллов, что объясняется состоянием ядра (20 баллов), высоким уровнем формирования пористости, аромата и вкуса. Также органолептические показатели хлеба АО "Фаргонадонмахсулотлари" (69 баллов) и АО "Хоразмдонмахсулотлари" (67 баллов) относительно стабильны и высоко оценены. Напротив, образец АО "Тошкентдонмахсулотлари" показал самый низкий показатель с 60 баллами, что в основном связано с относительно низкой оценкой состояния ядра, пористости и вкусовых показателей.

Результаты представленной органолептической оценки показывают, что высокие показатели качества на уровне требований стандарта полностью соответствуют только образцу хлеба, произведенному ООО "Олий-Неъмат." В продукции данного предприятия форма, состояние оболочки и ядра, пористость, аромат и вкусовые показатели соответствуют нормативным требованиям, общий балл качества сформирован на высоком уровне.

В хлебобулочных изделиях остальных предприятий, несмотря на относительно удовлетворительные органолептические показатели, по некоторым параметрам наблюдаются случаи неполного соответствия требованиям стандарта. Это особенно проявляется в состоянии мякоти, пористости и вкусовых показателях, что указывает на необходимость улучшения качества путем применения добавок в технологическом процессе для объективной оценки изменения качества хлеба при его хранении. Вместе с тем, с целью изучения динамических изменений процесса старения хлеба были проанализированы влажность, набухание в воде, степень измельчения и пенетрометрические показатели мякоти хлеба (рис. 1-4).

Рисунок 1. Изменение влажности мякиша образцов хлеба в процессе хранения, %

Рисунок 2. Изменение набухаемости мякиша образцов хлеба в процессе хранения, %

Рисунок 3. Изменение степени измельчения мякиша образцов хлеба в процессе хранения, мл/100 г

Рисунок 4. Изменение общей деформации мякиша образцов хлеба через 24 и 48 часов хранения, единицы пенетрометра

Изменение влажности мякоти во время хранения образцов хлеба (%), с увеличением срока хранения наблюдается последовательное снижение влажности мякоти, что объясняется испарением воды и ретроградацией крахмала в процессе старения хлеба.

Между образцами наблюдаются различия по влагоудерживающей способности, хотя визуально кривые на рис. 1 близки друг к другу; для окончательного подтверждения статистической значимости этих различий необходимо включение доверительных интервалов в дальнейшие исследования. В частности, образец муки ООО "Олий-Немат" в течение всего срока хранения сохранял самые высокие значения влажности мякиша. В этом образце влажность за 12 часов составляла около 44,0–44,5 %, за 24 часа — 42 %, за 36 часов — 40 % и за 48 часов — 39 %, и было установлено, что темп снижения влажности ниже, чем в других образцах. Это способствует сохранению мягкости хлебных изделий в течение более длительного времени и замедлению процесса старения. Следовательно, технологические свойства этой муки играют важную роль в повышении сохранности хлебобулочных изделий. Наблюдаемый на рис. 2 рост показателя набухаемости с увеличением срока хранения объясняется особенностями применённой методики: при черствении мякиш становится более рыхлым и пористым вследствие ретроградации крахмала, что увеличивает скорость поглощения воды в начале процесса набухания и суммарное поглощение воды за фиксированное время инкубации. Этот эффект характерен для условий, при которых контролируется время набухания, а не равновесный показатель; он не противоречит общей закономерности снижения качества хлеба при хранении. Показатели степени измельчения мякиша подтвердили результаты, полученные по изменению влажности хлеба.

Заключение. Результаты пенетрометрического анализа показали, что уменьшение деформации ядра в процессе старения хлеба является общей закономерностью. Однако в образце муки ООО "Олий-Немат" сохраняется высокая деформационная способность мякоти, обеспечивается мягкость и эластичность хлеба в течение более длительного времени.

Список литературы:

1. Ауэрман, Л.Я. Технология хлебопекарного производства: учебник. 9-е изд.; перераб. и доп. / Л.Я. Ауэрман; под общ. ред. Л. И. Пучковой. — Ташкент, 2020. - 416 с.
2. Электронный ресурс http://hleb-produkt.ru/sohranenie-svezhesti-xleba/12-metody-kontrolya-svezhesti-xleba.html.
3. Лазарев, Е.Н. Исследование возможности применения активированных водных растворов для хранения пищевых продуктов / Е.Н. Лазарев, А.А. Витовтов // Сборник научных трудов СПбТЕИ "Современные проблемы оценки качества потребительских товаров и пути совершенствования технологии кулинарной обработки пищевой продукции," 1999. - С. 5-8.
4. Рогов, И.А., Горбатов, А.В., Свинцов, В.Я. Дисперсные системы мясных и молочных продуктов. — М.: Агропромиздат, 1990. — 320 с.
5. Пучкова, Л.И., Поландова, Р.Д., Матвеева, И.В. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Часть I. Технология хлеба. — СПб.: ГИОРД, 2005. — 558 с.
6. Цыганова, Т.Б. Технология и организация производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. — М.: Академия, 2006. — 448 с.
7. Gray JA, Bemiller JN (2003) Sompr Rev Food Ssi Food Safety. 2:1-21.
8. Alberto E.L., Gabriela N.B., Gabriela T.P., Pablo D.R., Sristina M.R. Effect of damaged starch levels on flour-thermal behavior and bread staling. Журнал "Your Food Res Resolution" (2006) 224: 187-192. DOI 10.1007/s00217-006-0297-x.
9. Delsour J.A., Hoseney R.S., Principles of cereal science and technology. AASS Int. Инс. Миннесота. 51, p. 270 с. https://doi.org/10.1016/j.jss.2010.01.001.
10. Грей Дж. А., Бемиллер Дж. Н. (2003). Сталинг хлеба: молекулярная основа и контроль. Сомпр. Рев. Фуд Си. 2:1-20.
11. Yeliasson A.S., Bergenstehl B., Nilsson L., Sjss M. (2013). От молекул к продуктам: некоторые аспекты структурно-функциональных взаимосвязей в зерновых крахмалах. Сериал Шам. 9: 326-334.
12. Bosmans G.M., Lagrain B., Ooms N., Fierens E., Delsour J.A. (2013). Биополимерные интерстиции, водяной динамис и хлебный крем. Дж. Агрис. Фуд Шем. 61: 4646-4654.
13. Goyesayert H., Leman P., Buttebier A., Delsour J.A. (2009a). Антифирминговые эффекты крахмально-деградирующих ферментов в хлебных сухариках. J Agris Food Shem. 57: 2346-2355.
14. Goyesayert H., Leman P., Delsour J.A. (2008). Модель аппроксимации функциональности крахмала в хлебопечении. Дж. Агрис. Фуд Шем. 56: 6423-6431.
15.  Риботта П.Д., Ле Байль А. (2007). Термофизическая оценка хлеба при выдержке. LWT - Food Ssi. Тешнол. 40: 879-884.
16. Равшанов С.С., Исабаев И.Б., Мирзаев Ж.Д., Нурматов И.Р. Влияние гидротермической обработки активированной водой при подготовке зерна пшеницы, выращенной в засушливом климате, к помолу сортовой муки на процесс их старения при хранении хлебобулочных изделий// Развитие науки и технологий-Бухара, No2/2021. С. 175-183.
17. Исабаев И.Б. Повышение эффективности производства и пищевой ценности масложировой и хлебопекарной продукции. Дис. на соиск. уч. степ. д.т.н. – Ташкент, 2006. 268 с.

References:

1.  Auerman L.Ya. Technology of baking production: textbook. 9th ed.; revised and enlarged / L.Ya. Auerman; ed. by L.I. Puchkova. — Tashkent, 2020. - 416 p. [Technology of baking production: textbook. 9th ed.; revised and enlarged.] (In Russ.)
2.  Electronic resource: http://hleb-produkt.ru/sohranenie-svezhesti-xleba/12-metody-kontrolya-svezhesti-xleba.html. [Methods for controlling the freshness of bread.] (In Russ.)
3.  Lazarev E.N., Vitovtov A.A. Research on the possibility of using activated aqueous solutions for food preservation / E.N. Lazarev, A.A. Vitovtov // Collection of scientific papers of SPbTEI "Modern problems of quality assessment of consumer goods and ways to improve the technology of culinary processing of food products," 1999. - P. 5-8. [Research on the possibility of using activated aqueous solutions for food preservation.] (In Russ.)
4.  Rogov I.A., Gorbatov A.V., Svintsov V.Ya. Dispersed systems of meat and dairy products. — M.: Agropromizdat, 1990. — 320 p. [Dispersed systems of meat and dairy products.] (In Russ.)
5.  Puchkova L.I., Polandova R.D., Matveeva I.V. Technology of bread, confectionery and pasta products. Part I. Technology of bread. — St. Petersburg: GIO RD, 2005. — 558 p. [Technology of bread, confectionery and pasta products. Part I. Technology of bread.] (In Russ.)
6.  Tsiganova T.B. Technology and organization of production of bakery and flour confectionery products. — M.: Akademiya, 2006. — 448 p. [Technology and organization of production of bakery and flour confectionery products.] (In Russ.)
7.  Gray J.A., Bemiller J.N. (2003) Some reviews in food science and food safety. 2:1-21. [Some reviews in food science and food safety.]
8.  Alberto E.L., Gabriela N.B., Gabriela T.P., Pablo D.R., Sristina M.R. Effect of damaged starch levels on flour-thermal behavior and bread staling. Your Food Res Resolution (2006) 224: 187-192. DOI 10.1007/s00217-006-0297-x. [Effect of damaged starch levels on flour-thermal behavior and bread staling.]
9.  Delsour J.A., Hoseney R.S. Principles of cereal science and technology. AASS Int. Ins. Minnesota. 51, p. 270. https://doi.org/10.1016/j.jss.2010.01.001. [Principles of cereal science and technology.]
10.  Gray J.A., Bemiller J.N. (2003). Bread staling: molecular basis and control. Some reviews in food science. 2:1-20. [Bread staling: molecular basis and control.]
11.  Yeliasson A.S., Bergenstehl B., Nilsson L., Sjöström M. (2013). From molecules to products: some aspects of structural-functional relationships in grain starches. Cereal Chemistry. 9: 326-334. [From molecules to products: some aspects of structural-functional relationships in grain starches.]
12.  Bosmans G.M., Lagrain B., Ooms N., Fierens E., Delsour J.A. (2013). Biopolymer interactions, water dynamics, and bread crumb texture. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 61: 4646-4654. [Biopolymer interactions, water dynamics, and bread crumb texture.]
13.  Goyesayert H., Leman P., Buttebier A., Delsour J.A. (2009a). Anti-firming effects of starch-degrading enzymes in bread crumbs. J. Agric. Food Chem. 57: 2346-2355. [Anti-firming effects of starch-degrading enzymes in bread crumbs.]
14.  Goyesayert H., Leman P., Delsour J.A. (2008). A model for approximating starch functionality in bread-baking. J. Agric. Food Chem. 56: 6423-6431. [A model for approximating starch functionality in bread-baking.]
15.  Ribotta P.D., Le Bail A. (2007). Thermophysical evaluation of bread during storage. LWT - Food Science and Technology. 40: 879-884. [Thermophysical evaluation of bread during storage.]
16.  Ravshanov S.S., Isabaev I.B., Mirzaev J.D., Nurmatov I.R. The influence of hydrothermal treatment with activated water in preparing wheat grain, grown in arid climates, for grinding into grade flour on its aging process during storage of baked goods // Development of Science and Technology - Bukhara, No. 2/2021. P. 175-183. [The influence of hydrothermal treatment with activated water in preparing wheat grain, grown in arid climates, for grinding into grade flour on its aging process during storage of baked goods.] (In Russ.)
17.  Isabaev I.B. Improving the efficiency of production and nutritional value of oil-and-fat and bakery products. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. — Tashkent, 2006. — 268 p. [Improving the efficiency of production and nutritional value of oil-and-fat and bakery products.] (In Russ.)