Влияние жиромучных композитных смесей на качество пшеничных сортов хлеба

Impact of fat and floury composite mixtures on the quality of wheaty sorts of bread

Джураева Н.Р.

26.02.2017 1400

№ 2 (35)

14. Технология продовольственных продуктов

Цитировать:

Джураева Н.Р. Влияние жиромучных композитных смесей на качество пшеничных сортов хлеба // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2017. № 2 (35). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/4369 (дата обращения: 18.12.2024).

Прочитать статью:

Keywords: fat and floury mixture; fat; flour of wheat germ product; bread; optimization; experimental and statistical approach

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены вопросы оптимизации состава жиромучных композитных смесей с мукой из зародышевого продукта пшеницы, позиционируемых в качестве добавки - улучшителя в производстве хлебобулочных изделий. Установлено оптимальное соотношение безводного жира с мукой зародышевого продукта пшеницы в составе смеси. Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена с помощью корреляционно-регрессионного анализа в среде Microsoft Excel 2013, Statistica 10 и Mathcad, в результате получены математические модели второго порядка, адекватно описывающие зависимость органолептических показателей качества хлеба и его объёмного выхода от рецептурного количества жиромучной смеси, содержания в ней муки зародышевого продукта пшеницы и влажности теста. Анализ полученных моделей свидетельствует о том, что на исследуемые показатели качества хлеба обратно пропорциональное влияние оказывает рецептурное количество смеси(коэффициент регрессии - 0,97 и -17,64). При увеличении влажности теста значение показателей качества, принимая свое оптимальное значение в диапазоне содержания жиромучной смеси 4,0…5,0%, муки зародышевого продукта пшеницы в составе смеси 40,0…50,0%. влажности теста 43,0…44,0%. В изделиях с исследуемыми добавками установлено увеличение значения показателя пористости хлеба относительно образца сравнения, в среднем, на 1,3…8,4%, объёмного выхода – на 0,8…7,2%. Улучшалась формоудерживающая способность подовых образцов хлеба. Наблюдалось увеличение набухаемости мякиша хлеба в процессе хранения на 2,5…9,6 % и снижение степени его крошковатости - на 1,4…8,5% по отношению к контролю.

АBSTRACT

In the article questions concerning the composition optimization of fat and floury composite mixtures with the flour of wheat germ product positioned as an additive - improving agent in the production of bakery products are considered. The optimal ratio of anhydrous fat with flour of wheat germ product in the composition of a mixture is set. Statistical processing of experimental data is made with the help of correlation and regression analysis in Microsoft Excel 2013, Statistica 10 and Mathcad, as a result mathematical second-order models are obtained that adequately describe the dependence of organoleptic indicators of bread quality and its volume yield of the receipt quantity of fat and floury mixture, the flour content of wheat germ product in it and dough moisture. The analysis of obtained models testifies that the receipt quantity of mixture (regression coefficient - 0.97 and -17.64) has inversely proportional impact on studied parameters of bread quality. With increasing dough moisture, quality indicators value takes its optimal value in the range of the content of fat and floury mixture 4,0…5,0%, flour of wheat germ product in a mixture composition 40,0…50,0%, dough moisture 43,0…44,0%. Increase of the value indicator of bread porosity is set relating to the comparison sample by a mean of 1,3…8,4%, volume yield – by 0,8…7,2%. Form-holding capacity of samples of hearth bread is improved. There is increase of the bread crumb swelling during storage at 2,5…9,6 % and decrease of its friability degree at 1,4…8,5% towards the control.

В настоящее время для получения новых жировых продуктов широко применяются пищевые добавки и натуральное растительное сырьё в виде порошков, эмульсий, вытяжек, экстрактов из продуктов переработки злаковых масличных культур, орехов, плодов и др. [1, с. 28-29; 5, с. 31-32; 7, с. 73-75].Почти третья часть общей выработки жировой продукции потребляется в составе хлебобулочных, кондитерских и других пищевых продуктов. В связи с этим возникает необходимость максимального использования дополнительных, в том числе и нетрадиционных, ресурсов для производства специальных жиров повышенной биологической ценности и пониженной калорийности с наименьшими затратами. Одним из ключевых направлений реализации данной задачи в хлебопекарном производстве является применение жировых композитных смесей с функциями улучшителей, позволяющих целенаправленно регулировать реологические свойства теста и качество хлеба в заданном направлении [6, с. 2-3].В качестве мучного ингредиента данных смесей заслуживает внимания пшеничный зародыш, содержание которого в зерне достигает 1,5…3,0%. Зародыш аккумулирует в себе значительное количество биологически активных нутриентов, характеризуется комплексностью химического состава и является полноценным продуктом, который может служить эффективным обогатителем в составе жиромучной смеси [8, с. 32; 9, с. 19].Цель работы заключалась в обосновании основных технологических параметров приготовления жиромучных композитных смесей (ЖМС) с мукой из зародышевого продукта пшеницы(М_ЗП) и оценке степени их влияния на качество пшеничных сортов хлеба.Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: подбор и оптимизация состава ЖМС, оценка влияния предлагаемого полуфабриката на качество хлеба.

Объектами исследования служили безводный жир, образцы ЖМС с мукой из зародышевого продукта пшеницы и готовые хлебобулочные изделияс добавкой исследуемых смесей. В работе использовали жир кулинарный «Прима» [3].

Для оценки влияния различных по составу ЖМС на качество хлеба из пшеничной муки 1 сорта провели серию пробных лабораторных выпечек по общепринятой методике, согласно [4] с внесением соответствующих изменений в рецептуре. Образцами сравнения служили изделия, приготовленные на жире без добавления М_ЗП. Качество изделий анализировали через 3 часа после выпечки.Установлено, что дозировка и содержание компонентов ЖМС оказывали влияние на основные показатели качества хлебобулочных изделий. Результаты исследования представлены в табл.1, 2 и рис. 1-4.Программа исследования была реализована с помощью центрального композиционного униформ - ротатабельного планирования, включающего следующие уровни: факторный план 2³, составляющий «ядро» плана; «звёздные» точки на осях факторного пространства и дополнительных опытов в центре плана. Данный план обеспечивает получение одинаковой величины дисперсии выходных параметров для любой точки в пределах изучаемого спектра [2, с. 5-11].Статистическая обработка экспериментальных данных была выполнена с помощью корреляционно-регрессионного анализа в среде Microsoft Excel 2013, Statistica 10 и Mathcad, в результате получена адекватная математическая модель. В общем виде искомая по композиционному плану математическая модель достаточно надёжно аппроксимируется уравнением:

y=b₀+b₁x₁+b₂x₂+b₃x₃+b₁₂x₁x₂+b₁₃x₁x₃+b₂₃x₂x₃+b₁₁x₁²+b₂₂x₂²+ b₃₃x₃²

В качестве основных факторов приняты: х₁– рецептурное количество ЖМС, в % к рецептурному количеству муки; х₂– массовая доля М_ЗП, в % к общему количеству смеси; х₃ – влажность теста, в %. Для каждого фактора определены центр, интервал варьирования и зависимость кодированной переменной X_iот натуральной x_i. Выходными параметрами являются: y₁- комплексный показатель качества на основе сенсорной (органолептической) оценки, балл, y₂- объёмный выход хлеба, см³/100 г муки. Выбранные факторы совместимы и не коррелируют между собой.Для каждого фактора определяли центр, интервал варьирования и зависимость кодированной переменной X_iот натуральной x_i_.(табл.1).

Таблица 1.

Кодирование факторов

Факторы	Верхний уровеньx_i⁺	Нижний уровеньx_i^-	Основной уровеньx_i^o	Интервал варьирования,λ_i	Зависимость кодированной переменной от натуральной
x₁	7,0	1,0	4,0	3,0	Х₁= (x₁– 4,0)/3,0
x₂	70,0	30,0	50,0	20,0	Х₂= (x₂– 50,0)/20,0
x₃	46,0	40,0	43,0	3,0	Х₂= (x₂– 43,0)/3,0

Матрица планирования и результаты эксперимента представлены в табл.2.

Таблица 2

Матрица для расчётов коэффициентов уравнения регрессии для трёхфакторного эксперимента

На основании статистической обработки экспериментальных данных, вычислении оценок регрессионных коэффициентов, проверке их значимости, оценке воспроизводимости опытов и установления адекватности уравнений были использованы статистические критерии Стьюдента и Фишера. В результате получены нижеследующие уравнения регрессии, адекватно описывающие зависимость выбранного критерия yот исследуемых факторов:

=18,50–0,97х₁–0,78х₂+2,65х₃+0,71х₁х₂+0,54 х₂х₃–1,52х₁²–0,61х₂²–2,64х₃²;

= 530,89–17,64х₁–15,85х₂+50,95х₃+11,50х₁х₂+2,25х₁х₃+9,75 х₂х₃- 31,69х₁²–11,72х₂²–48,95х₃²,

где х_i- кодированные значения факторов, связанные с натуральными значениями Х_i соотношениями, представленными в табл.1.

По полученным уравнениям регрессии были построены поверхности отклика в частных случаях. Поверхность отклика, характеризующая зависимость комплексного показателя качества хлеба на основе органолептической оценки от рецептурного количества ЖМС - х₁, М_ЗП-х₂и влажности теста - х₃, изображена на рис. 1; поверхность отклика, характеризующая зависимость объёмного выхода хлеба от аналогичных параметров – на рис.2.Графический анализ поверхностей отклика показал, что обратно пропорциональное влияние на исследуемые показатели качества хлеба оказывает рецептурное количество смеси(коэффициент регрессии - 0,97 и -17,64). При увеличении влажности теста значения показателей качества готовой изделий принимают оптимальное значение в диапазоне содержания ЖМС 4,0…5,0%, М_ЗП в составе смеси 45…50%, влажности теста 45…46%. Также наблюдалось межфакторное взаимодействие, когда для достижения максимума эффекта от влияния исследуемых факторов на основные показатели качества хлеба должно соблюдаться условие: при увеличении влажности теста в пределах оптимальных значений (43,0…44,0%) массовая доля ЖМС в диапазоне своих оптимальных значений (4,0…5,0%) должна снижаться и наоборот.

Рисунок 1. Поверхность отклика, характеризующая зависимость сенсорной оценки качества хлеба от содержания ЖМС - х₁, М_{ЗП -}х_{2 и} влажности теста – х₃, в %.

Рисунок 2. Поверхность отклика, характеризующая зависимость объёмного выхода хлеба от содержания ЖМС - х₁, М_{ЗП -}х_{2 и} влажности теста – х₃, в %.

Данные выпечек показали, что дозировка ЖМС в количестве 5,0% к массе муки с содержанием 50,0% МЗП способствует получению изделий требуемого качества. Дальнейшее повышение дозировки смеси приводило к снижению интенсивности газо- и кислотообразования, замедлению процесса созревания мучных полуфабрикатов и, как следствие, получению продукции пониженного объёма с недостаточно развитой структурой пористости мякиша. Влажность теста менее 40,0 и более 44,0% также негативно отражалась на качестве изделий с использованием ЖМС.

В вариантах с исследуемыми добавками до 5,0% к массе муки установлено увеличение значения показателя пористости хлеба относительно образца сравнения, в среднем, на 1,3…8,4%, объёмного выхода – на 0,8…7,2%, улучшалась формоудерживающая способность подовых образцов хлеба. При дальнейшем увеличении дозировки ЖМС отмечалось снижение значений данных показателей (рис.3).

Рисунок 3. Влияние ЖМС на пористость и объёмный выход хлеба из муки пшеничной 1 сорта по вариантам: К – без М_ЗП; 1 – 1,0; 2 – 3,0; 3 – 5,0 и 4 – 7,0 % ЖМС к массе муки

Опытные образцы хлеба на 4…6 ч более сохраняли признаки свежести. Наблюдалось увеличение набухаемости мякиша хлеба в процессе хранения на 2,5…9,6 % и снижение степени его крошковатости - на 1,4…8,5% по отношению к контролю (рис.4).

Рисунок 4. Влияние ЖМС на набухаемость и крошковатость мякиша хлеба по вариантам: К – без М_ЗП; 1 – 1,0; 2 – 3,0; 3 – 5,0 и 4 – 7,0 % ЖМС к массе муки через 48 ч хранения

Результаты проведенных исследований свидетельствует об эффективности использования ЖМС с М_ЗП в количестве до 5% к рецептурному количеству муки пшеничной сортовой, что способствует рациональному использованию ценного пищевого сырья и улучшению качественных показателей готовой продукции.

Список литературы:

1. Вождаева Л.И. Многокомпонентный молочный продукт на основе молочного жира с экстрактом пшеничных зародышевых хлопьев ⁄ Л.И. Вождаева, И.Ю. Мараховская ⁄⁄ Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов : сб. науч. работ. Кемер. технол. инс. пищ. пром-сти. – Кемерово, 2004. – Вып. 7.– С. 28-29.
2. Гайдадин А.Н. Использование метода композиционного планирования эксперимента для описания технологических процессов : метод. указания / А.Н. Гайдадин, С.А.Ефремова. – Волгоград: ВолгГТУ, 2008. – 16 с.
3. ГОСТ 28414-89. Жиры для кулинарии, кондитерской и хлебопекарной промышленности. Общие технические условия. – М., 2010. – 11 с.
4. ГОСТ 27669-88. Мука пшеничная хлебопекарная. Метод пробной лабораторной выпечки хлеба. – М., 2007. – 10 с.
5. Ливинская С.А. Производство маргариновой продукции специального назначения ⁄ С.А. Ливинская, А.Р. Бадер ⁄⁄ Известия вузов. Пищевая технология. – 2002. – № 5. – С. 31-32.
6. Матвеева И. Хлебопекарная промышленность сегодня: меняются ли приоритеты ⁄⁄ Хлебопродукты. – 2007. – № 10. – С. 2-3.
7. Никонович С.Н. Специализированные смеси растительных масел функционального назначения ⁄ С.Н. Никонович, Т.И. Тимофеенко, И.В. Спильник, Е.В. Скакалин// Известия вузов. Пищевая технология. – 2005. – № 2. – С. 73-75.
8. Паронян В.Х. Продукты переработки злаковых культур в жировых продуктах ⁄ В.Х. Паронян, Н.М. Скрябина, А.А. Попов ⁄⁄ Масложировая промышленность. – 2006. – № 5. – С. 32.
9. Пономарёва О.И. Больше внимания использованию вторичных продуктов зерноперерабатывающих предприятий ⁄ О.И. Пономарёва, И.М. Василинец ⁄⁄ Хлебопечение России. – 2000. – № 6. – С. 19.

Информация об авторах