Использования хмелевой закваски в производстве ржано-пшеничного бездрожжевого хлеба

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Современное состояние хлебопекарной промышленности в России

1.2 Способы приготовления ржано-пшеничного хлеба на заквасках

1.3 Классификация и способы производства заквасок

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Цель и задачи исследования

2.2 Условия проведения исследования

2.3 Материалы и методика проведения экспериментов

2.4 Результаты экспериментов

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Характеристика продукции и описание технологической схемы

3.2 Описание аппаратурно-технологической схемы производства изделия

3.3 Выбор и расчет печи

3.4 Расчет выхода готовых изделий

3.5 Расчет необходимого количества сырья

3.6 Хранение и подготовка сырья к производству

3.7 Расчет производственной рецептуры приготовления теста

3.8 Расчет оборудования для приготовления теста

3.9 Расчёт тесторазделочного оборудования

3.10 Расчет оборудования для хранения готовых изделий

3.11 Контроль качества изделий

3.12 Расчет производственных площадей

4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Хлебопекарная отрасль является одной из ведущих отраслей пищевой промышленности Российской Федерации. Хлеб в нашей стране имеет особое значение. Его производство связано с глубокими традициями. Русский хлеб издавна славился вкусом, ароматом, питательностью, разнообразием ассортимента.

Современные представления о рациональном питании подразумевают снабжение человеческого организма определенным количеством белковых веществ, углеводов, жира, витаминов и минеральных соединений.

Хлебные изделия являются одним из основных продуктов питания человека. В хлебе содержится многие пищевые вещества, необходимые человеку; среди них белки углеводы, витамины, минеральные вещества, пищевые волокна.

Хлеб и другие зерномучные товары являются основными поставщиками углеводов — главного энергетического компонента пищи. Биологическая ценность хлеба невелика. В печеном хлебе без обогатителей содержание таких незаменимых аминокислот как лизин, лейцин, изолейцин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин недостаточно. За счет хлебных изделий человек почти полностью покрывает потребность в железе, получает значительную долю марганца и фосфора. Существенным недостатком минерального комплекса хлеба является малое содержание кальция и неблагоприятное соотношение его с фосфором и магнием. В хлебе в недостаточном количестве содержится калий, хром, кобальт и некоторые другие элементы. Поэтому повышение минеральной ценности является также актуальной проблемой.

Так как хлебобулочная продукция пользуется постоянным и повсеместным спросом у населения, то хлебозаводы имеют благоприятные условия для увеличения объемов производства. Однако, только правильно организовав производство хлебобулочных изделий предприятие может получить положительные результаты.

Расширяется приготовление пшеничного теста на большой густой опаре, жидкой опаре, с применением жидких дрожжей. Большое внимание уделяется рациональному использованию сырья и материалов, прежде всего муки, с целью сокращения потерь, а также экономии электроэнергии и топливных ресурсов.

Современное хлебопекарное производство характеризуется высоким уровнем механизации и автоматизации технологических процессов производства хлеба, внедрением новых технологий и постоянным расширением ассортимента хлебобулочных изделий, а также широким внедрением предприятий малой мощности различных форм собственности. Всё это требует от работников отрасли высокой профессиональной подготовки, знания технологии и умения выполнять технологические операции по приготовлению пшеничного и ржаного теста, по разделке и выпечке различных видов изделий [30 ].

Бездрожжевой хлеб легко усваивается за 2,5−3 часа и облегчает процесс пищеварения. Не вредит кишечной микрофлоре, сохраняет больше полезных веществ, чем дрожжевой. Бездрожжевой хлеб имеет высокое содержание витаминов группы В, РР, минеральных веществ. Он помогает в профилактике и лечении некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта, а так же способствует нормализации обменных и пищеварительных процессов. Благодаря тому, что бездрожжевой хлеб содержит много клетчатки, его потребление активизирует перистальтику кишечника. А значит улучшает обмен веществ и общее состояние всего организма, способствует скорейшему выведению переработанных продуктов. Не плесневеет, долго хранится и сохраняет вкусовые свойства.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Современное состояние хлебопекарной промышленности в России пшеничный ржаной хлеб закваска Хлебопекарная промышленность является одной из ведущих отраслей пищевой промышленности и обеспечивает около 10% выручки всей пищевой промышленности. Объем розничного рынка продаж хлебобулочных изделий составит в 2013 г. свыше 500 млрд руб. По этому показателю она занимает 4-е место среди продовольственных товаров после мясных продуктов, молочных продуктов и кондитерских изделий. Хлеб является уникальным пищевым продуктом, содержащим практически все компоненты, необходимые для поддержания жизнедеятельности и здоровья человека: белки, сложные углеводы, кальций, железо, фосфор, важнейшие витамины группы Б, включая тиамин, ниацин и рибофлавин, при небольшом количестве жиров. Хлебобулочные изделия содержат большое количество клетчатки. Кроме того, хлеб является удобным продуктом для обогащения его витаминами, микронутриентами и другими полезными для здоровья веществами. Однако в настоящее время развитие хлебопекарной промышленности России сдерживается наличием ряда объективных и субъективных проблем. Начиная с 1992 г. действует тенденция снижения объемов производства хлебобулочных изделий, которая продолжалась и в последние годы. Объемы производства лечебных, профилактических и функциональных сортов составляют не многим более 100 тыс.т. в год, при потребности 600−700 тыс. тонн. Более того, в последние два года наблюдается тенденция снижения их учтенного статистикой производства. В 2002 г. только выпуск хлебобулочных изделий, обогащенных йодом, составлял 166 тыс.т.

В развитых странах объем производства этих изделий достигает 30% всего выпуска хлебобулочной продукции при постоянной тенденции к их росту.

Хлебопекарные предприятия, в основном располагаются в непосредственной близости от потребителей. Поэтому территориальное распределение производственных мощностей по федеральным округам и субъектам федерации определяется численностью населения с учетом мигрантов и структурой спроса на продукцию, а по хлебобулочным изделиям с высоким уровнем эластичности спроса (сдобные хлебобулочные изделия, хлебобулочные полуфабрикаты, бараночные изделия, пироги, пирожки, пончики и некоторые другие) также покупательной способностью.

Особенно негативно сказываются на работе хлебопекарного производства резкие и непредвиденные колебания цен на муку. В частности, имел место резкий рост в течение 1−1,5 месяцев) в 2007;2008 гг., в июле-августе 2010 г., а с начала 2012 г. по 1-й квартал 2013 г. рост цен на муку составил около 100%. Фактически цены на муку в России превысили среднеевропейский уровень (350−400 евро за тонну), что существенно ухудшило финансовое состояние хлебопекарных предприятий. интерн хлеб]

В настоящее время крупные и средние предприятия имеют достаточные производственные мощности для удовлетворения потребностей населения в необходимом объеме и ассортименте хлебобулочных изделий с учетом сложившегося уровня потребления.

Ассортимент хлебобулочных изделий, вырабатываемых в нашей стране, составляет несколько сотен различных по внешнему виду, вкусу и питательности сортов. Это объясняется тем, что хлеб вырабатывают из муки разных выходов и сортов, по неодинаковой рецептуре и с применением разных технологических приемов.

Антуан Огюст Перментье, живший в XVIII веке написал прекрасные, никогда не потеряющие свою актуальность слова о хлебе: «Хлеб является великодушным подарком природы, такой пищей, которую нельзя заменить ничем другим. Заболев, мы вкус к хлебу теряем в последнюю очередь; и как только он появляется вновь, это служит признаком выздоровления. Хлеб можно употреблять в любое время дня, в любом возрасте, в любом настроении; он делает вкуснее остальную пищу, является основной причиной и хорошего и плохого пищеварения. С чем бы его ни ели, с мясом или любым другим блюдом, он не теряет своей привлекательности. Он настолько нужен человеку, что, едва родившись на свет, мы уже без него не можем обойтись, и до смертного часа он нам не надоедает».

Научные исследования в области хлебопечения и пищевой ценности хлеба проводятся около полутора веков. Среди русских ученых одними из первых этими вопросами занимались профессора А. П. Доброславин и Ф. Ф. Эрисман. Теоретическое обоснование процесса производства хлеба, связанного с развитием механизированного хлебопечения в нашей стране, разработали академики А. Н. Бах и А. И. Опарин, профессора Л. Я. Ауэрман и Л. И. Пучкова.

Известный историк кулинарии В. В. Похлебкин писал, что в 1736 г. 54-х тысячная русская армия, вступив в Крым, вынуждена была питаться местным пшеничным хлебом, и непривычные к белому пресному хлебу солдаты стали болеть.

В начале 20-го века российское хлебопечение представляло исключительно мелкое кустарное производство и не считалось промышленностью.

Производство отечественного хлебопекарного оборудования было начато в 1924 году. Одновременно началась в нашей стране и механизация хлебопечения. Современную хлебопекарную промышленность можно отнести к высокоэффективным, динамично развивающимся отраслям агропромышленного комплекса. Сейчас существует очень много новых достижений для хлебопекарного производства.

Создаются различные подкисляющие добавки для сокращения производственного цикла, но с сохранением традиционного вкуса хлеба. Используют нетрадиционное сырье для повышения качества и пищевой ценности мучных изделий. Применение этих видов сырья при производстве хлебобулочных изделий дает возможность регулирования химического состава продуктов в соответствии с современными требованиями науки о питании. В последнее время хлебопекарная промышленность особое внимание уделяет обогащению хлеба различными витаминно-минеральными комплексами для пополнения недостающих элементов в организме человека. Последние 15 лет отмечены развитием технологий быстрого замораживания теста после формирования, а также частично выпеченный и замороженный хлеб. Большое значение имеет применение специальных инстантных дрожжей, имеющих в составе сбалансированный ферментный комплекс, что существенно снижает риск передозировки, а дополнительные компоненты усиливают положительный эффект. Для замедления процессов старения хлебных изделий применяют упаковочный материал, например полипропилен. Упаковка выполняет несколько функций: защитная, увеличение сроков хранения, информационная, маркетинговая. Обеспечение населения хлебобулочными изделиями в широком ассортименте и высокого качества является основной задачей хлебопекарной промышленности.

1.2 Способы приготовления ржано-пшеничного хлеба на заквасках Известно, что Легков И. С. кандидат технических наук занимался исследованием применения ржаных заквасок в условиях работы предприятий с дискретными технологиями. Им установлено, что для подтверждения применения биологических заквасок при производстве хлеба из ржаной муки целесообразно использовать метод, основанный на определении соотношения Би Ьизомеров молочной кислоты.

Введение

хмелевого отвара на стадии заквашивания позволяет стабилизировать микробиологический состав закваски. Высокая активность молочнокислых бактерий при влажности 55% стабилизируется на высоком уровне на 5-е сутки. Им показано, что при получении биологической закваски спонтанного брожения на интенсивность заквашивания существенное влияние оказывает автолитическая активность ржаной муки. Спонтанное брожение развивается наиболее интенсивно при использовании муки со средней автолитической активностью.

Малютина Т.Н. кандидат технических наук занималась разработкой модифицированных технологий жидкой ржаной закваски со стабильными показателями. В ходе данной работы были получены следующие результаты: обоснован выбор и разработаны технологии пюре и гидролизованного пюре якона как углеводсодержащей добавки в составе питательной смеси жидкой ржаной закваски; экспериментально установлены рациональные дозировки углеводсодержащей добавки из якона для стабилизации жидкой ржаной закваски и интенсификации процесса ее созревания; показано, что применение пюре и гидролизованного пюре якона на стадии приготовления закваски в производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки способствует улучшению органолептических и физико-химических показателей готовых изделий; увеличению его пищевой ценности при балансировании микроэлементного состава.

Заятуева М.Г. кандидат технических наук разрабатывала технологии закваски бифидобактерий для хлебопекарного производства. В ходе исследования в данной работе были получены следующие результаты: доказана возможность применения бифидо-бактерий при приготовлении заквасок для хлебопечения. Установлено, что ржаная мука является хорошей питательной средой для развития бифидобактерий, разработаны рецептуры приготовления хлеба из ржаной, смеси ржаной и пшеничной муки с использованием разработанной закваски. Для обеспечения наилучшего качества хлеба содержание ржаной муки в смеси может варьироваться от 40−60%, количество закваски, вносимое в тесто должно составлять 60−70% от массы муки. Температурным режимом приготовления хлеба является 34−3 5 °C, при этом интенсифицируется процесс брожения теста, продолжительность его сокращается на 30−40 мин.

Малофеева Ю. Н кандидат технических наук занималась разработкой совершенствования технологии хлеба с использованием ржаной муки на основе биохимической модификации высокомолекулярных полисахаридов. На основании полученных результатов сделаны следующие выводы: установлено что внесение ферментных препаратов гемицеллюлазы обеспечивает улучшение качества хлеба и свойств теста из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки. В наибольшей степени реологические свойства теста, физико-химические и органолептические показатели качества хлеба улучшаются при внесении ферментного препарата, обладающего гемицеллюлазной активностью и оказывающего комплексное воздействие на сложные арабиноксиланы ржаной и пшеничной муки; Установлено, что внесение ферментных препаратов гемицеллюлазы улучшает качество хлеба из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки при различных соотношениях от 100:0 до 50:50: увеличение удельного объема на 8−11%, пористости — на 4−7%, общей деформации мякиша — на 4−29%.

Известно, что Халапханова Л. В. кандидат технических наук занималась разработкой симбиотической закваски на основе кефирных грибков для хлебопекарного производства. На основании проведенной работы сделаны следующие выводы: доказана возможность получения симбиотической закваски для хлебопекарного производства, путем подбора условий автоселекции кефирной грибковой закваски на заварке из ржаной муки; установлено, что при температуре культивирования (30±1)°С активизируется рост дрожжевой микрофлоры и гетероферментативных лактобактерий, характерных для хлебопекарных заквасок; установлено, что при использовании закваски улучшаются органолептические и физико-химические показатели хлеба. Уменьшается кислотность, увеличивается удельный объем и интенсивность окраски готового продукта. Использование закваски позволяет увеличить сроки хранения хлеба ржаного до 72 часов и хлеба из ржаной и пшеничной муки 1 и 2 сорта до 96 часов.

Таганова Н.С. кандидат технических наук провела научную работу на тему «Влияние экструдата ржи на потребительские свойства хлеба». На основании полученных результатов сделаны следующие выводы: установлено влияние экструдата ржи на хлебопекарные свойства мучной основы рецептурной смеси, позволившее осуществить выбор технологии хлеба. Изучена динамика биотехнологических процессов созревания закваски и теста с внесением экструдата ржи; оптимизированы рецептуры хлеба из смеси ржаной и пшеничной и муки; хлеб из смеси ржаной и пшеничной муки с внесением экструдата ржи отвечает требованиям ГОСТ 28 807–90 и РЦ 9113−001−2 069 929−2008.

Известно, что Белокурова Е. В кандидат технических наук занималась разработкой технологии использования хмелевого экстракта в производстве хлебобулочных изделий. На основании проведенных исследований были сделаны следующие выводы: Оптимизированы параметры процесса получения хмелевого экстракта: соотношение гранулированного хмеля и воды, в масс, долях 1:90; продолжительность экстрагирования 60 мин; температура экстрагирования 100° С. Установлено, что хмелевой экстракт имеет полосы оптического поглощения, характерные для флавоноидов, оксикоричневых и фенилкарбоновых кислот, кумаринов и горьких кислот, содержит 10,5% горьких и 4,5% дубильных веществ; установлено, что внесение хмелевого экстракта с закваской способствует интенсификации кислотонакопления и газообразования, увеличению количества среднеполярных и неполярных ароматобразующих веществ. Определено влияние дозировки хмелевого экстракта в закваске на реологические свойства теста.

Известно, что Черных И. В. кандидат технических наук провел научную работу на тему «Совершенствование технологии ржаного и ржано-пшеничного хлеба на основе оптимизации биотехнологических свойств полуфабрикатов». На основании проведенных комплексных исследований биотехнологических свойств полуфабрикатов из ржаной муки и её смеси с пшеничной сделаны следующие выводы: определены критические точки физико-химических параметров ржаной муки и ее смеси с пшеничной мукой и полуфабрикатов, обуславливающие получение готовых изделий наилучшего качества. Критические точки определены для «числа падения» смеси ржаной муки с пшеничной, кислотности и консистенции ржаного теста, режима его замеса, а также уровня бродильной активности ржаных и ржано-пшеничных полуфабрикатов; установлено оптимальное значение «числа падения» смеси ржаной муки с пшеничной в соотношениях 60 на 40, 70 на 30 и 80 на 20, составляющее 200 с +/- 10 с. При переработке ржаной муки или ее смеси с пшеничной с пониженной автолитической активностью рекомендовано последовательное внесение цитолитических и амилолитических ферментных препаратов в дозировках, обеспечивающих оптимальное «число падения» ржаной муки или ее смеси с пшеничной.

Синькевич М.А. кандидат технических наук занимался совершенствованием технологии производства ржано-пшеничного хлеба на основе замороженных полуфабрикатов. На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы: Разработана технология производства ржано-пшеничного хлеба из замороженных полуфабрикатов, основанная на результатах комплексных исследований биотехнологических, микробиологических и теплофизических процессов, происходящих при их замораживании, хранении и размораживании; сформулированы требования и осуществлен выбор сухих молочнокислых заквасок для применения в качестве стабилизатора биотехнологических и реологических свойств замороженных ржаных и ржано-пшеничных полуфабрикатов.

Суворов О.А. кандидат технических наук провел научную работу на тему «Разработка технологии ржано-пшеничного хлеба с использованием замороженных полуфабрикатов высокой степени готовности». На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы: показано, что термодинамический критерий Н (энтальпия) позволяет установить взаимосвязь между теплофизическими характеристиками ржано-пшеничных тестовых заготовок и полуфабрикатов высокой степени готовности с качеством готовых изделий. Установлено, что тестовые заготовки влажностью 48,5% с соотношением ржаной обдирной и пшеничной муки 1-го сорта в рецептуре 60:40 и 70:30 обладают наилучшими теплофизическими характеристиками, а хлеб, приготовленный из них, — наиболее высокими показателями качества.

Известно, что Байбашева Д. К. кандидат технических наук провела научную работу на тему «Разработка технологии ржано-пшеничного и пшеничного хлеба функционального назначения с применением инулинсодержащего сырья». На основании проведенных исследований сделаны следующие выводы: применение инулинсодержащего сырья при производстве ржано-пшеничного заварного и пшеничного хлеба положительно сказывается на показателях качества разработанных изделий, что подтверждается результатами комплексной оценки качества, при этом ржано-пшеничный заварной хлеб с внесением HP, GR и Р 95 превышает контрольный образец по показателю комплексной оценки качества на 7,3; 11,2 и 12,5% соответственно. При внесении оптимальных дозировок HP, GR и Р 95 показатель комплексной оценки качества пшеничного хлеба превосходит контрольный образец на 5,5; 3,1 и 5,5% соответственно.

1.3 Классификация и особенности производства заквасок Закваска — полуфабрикат хлебопекарного производства, полученный сбраживанием питательной смеси молочно — кислыми или пропионово-кислыми бактериями и хлебопекарными дрожжами.

Закваской называется непрерывно расходуемая по частям и вновь возобновляемая фаза, используемая для приготовления теста. Часть такой закваски применяется при приготовлении теста в качестве продукта, содержащего активную специфическую микрофлору ржаного теста и значительное количество кислот. На остальной части закваски с добавлением определенного количества муки и воды готовится новая порция закваски. После определенного времени брожения закваска восстанавливает свою кислотность, состав бродильной микрофлоры и опять может быть частично использована для приготовления одной или нескольких порций теста и т. д.

В настоящее время используются следующие виды заквасок:

Концентрированная молочнокислая закваска (КМКЗ). Представляет собой сброженный селекционированными штаммами молочнокислых бактерий мучной полуфабрикат. Для приготовления КМКЗ используют чистые культуры молочнокислых бактерий: Lactobacillus plantarum, L. brevis, L. fermenti, L. casei в жидком виде или в виде сухого лактобактерина. Процесс приготовления КМКЗ состоит из двух циклов: разводочного и производственного. Приготовление КМКЗ на жидких культурах молочнокислых бактерий начинают с накопления культуры каждого вида молочнокислых бактерий сначала в солодовом сусле, а затем в водной мучной смеси или осахаренной заварке. Дальнейшее накопление КМКЗ в необходимом количестве осуществляют в производственных условиях путем добавления к готовой закваске питательной смеси из муки и воды с последующим выдерживанием при температуре 32 — 38єС до достижения кислотности 14 — 18 град.

Комплексная закваска. Комплексная закваска представляет собой смесь подобранных в определенных пропорциях штаммов дрожжей, молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Содержит L. casei-C1, L. brevis-78, L. fermenti-34, дрожжи Saccharomyces cerevisiae-69. Данную закваску применяют с целью повышения микробиологической устойчивости хлебобулочных изделий (против «картофельной палочки» и плесневой микрофлоры), улучшения вкуса и аромата.

Витаминная закваска. Содержит каротинсентезирующие дрожжи Bullera armenioca Сб-206, дрожжи Saccharomyces cerevisiae — Фр-3, acidophilus-146. Витаминная закваска улучшает качество изделий из муки с пониженными свойствами: со слабой клейковиной.

Ацидофильная закваска. Содержит L. acidophillus-146, дрожжи Saccharomyces cerevisiae-P-17. Применение ацидофильной закваски позволяет улучшить вкус и аромат изделий, способствует предотвращению заболевания хлеба «картофельной болезнью». Ацидофильную закваску рекомендуется использовать также для ускоренных способов тестоприготовления, а также для улучшения качества изделий из муки с пониженными свойствами: с крепкой клейковиной.

Пропионовокислая закваска. Содержит Propionibacterium freundenreichii spp. Shermanii ВКМ-103 (обладают высокими бактерицидными свойствами и синтезом витамина B12). Использование пропионовокислых бактерий в хлебопечении основано на том, что при брожении они образуют пропионовую, уксусную и другие органические кислоты, бактериоцины (антимикробные белки), подавляющие развитие «картофельной палочки», а также плесневых грибов.

Способы приготовления заквасок:

Приготовление закваски путем спонтанного брожения смеси муки и воды: Этот способ достаточно трудоёмок и имеет ряд недостатков, как-то, большая продолжительность (7−10 фаз по 6−20 часов), нестабильность качества закваски. И хотя этот способ приготовления заквасок наиболее древний, полученный эмпирическим путем, он имеет научное обоснование.

В 1 г муки содержится от десятков тысяч до нескольких миллионов микроорганизмов. Качественный состав микроорганизмов разнообразен. В ней встречаются грибы, бактерий, актиномицеты и другие виды микроорганизмов, но находятся они в малоактивном состоянии. При влажности муки менее 15% все виды микроорганизмов находятся в неактивном состоянии, при увеличении влажности до 40−50% в полуфабрикатах хлебопекарного производства создаются благоприятные условия для их развития.

Аминокислоты, сахара, витамины муки переходят в раствор и становятся доступными для микроорганизмов. С этого момента между различными микроорганизмами начинается конкурентная борьба за овладение средой обитания, в которой побеждают те микроорганизмы, которые лучше других приспособлены к жизни в данных условиях. Наиболее приспособлены к условиям теста молочнокислые бактерии. Размножаясь быстрее других, они образуют молочную кислоту, которая подавляет жизнедеятельность других микроорганизмов. Первыми погибают щелочелюбивые микроорганизмы (гнилостные бактерии и др.), затем — микроорганизмы, предпочитающие нейтральную среду (бактерии группы кишечной палочки). При дальнейшем повышении кислотности прекращают жизнедеятельность кислотолюбивые бактерии (маслянокислые, уксуснокислые и др.).

Бактерии, предпочитающие повышенную кислотность среды, различные виды дрожжей (сахаромицеты и несахаромицеты), плесневые грибы и другие могут расти только в аэробных условиях. Сахаромицеты являются факультативными анаэробами, то есть способны размножаться и существовать в бескислородных условиях мучных полуфабрикатов. В результате культивирования остаются дрожжи и молочнокислые бактерии, растущие при высокой кислотности полуфабрикатов (закваски, тесто) в анаэробных условиях. Таким образом, накопление дрожжами и молочнокислыми бактериями спирта, молочной кислоты и отсутствие кислорода не допускает развитие в них посторонних микроорганизмов. При этом дрожжи и молочнокислые бактерии являются синергистами.

Если замесить ржаную муку с водой и оставить тесто при температуре, обычной для ведения теста (25−30 °С), то через некоторое время в нем появляются признаки брожения, выражающиеся в выделении мелких пузырьков газа и в появлении характерного вкуса и запаха кислого теста.

В результате изучения микроорганизмов теста, в котором началось самопроизвольное брожение, установлено, что основными возбудителями этого брожения являются Bact. coli aerogenes и Вас. levans. Эти бактерии образуют в тесте уксусную и молочную кислоту, спирт, углекислый газ (диоксид углерода), водород и в меньших количествах — азот. Наряду с основной массой бактерий этого типа в тесте, в котором началось спонтанное брожение, встречаются в очень небольшом количестве и отдельные дрожжевые клетки (попавшие в тесто из воздуха). Однако роль их в первой стадии спонтанного брожения чрезвычайно мала и практически незаметна.

Если кусок теста, в котором началось спонтанное брожение, оставить в помещении с сухим воздухом, то тесто со временем высохнет, и жизнедеятельность микроорганизмов в нем прекратится. Если же кусок теста будет лежать во влажном помещении, то он с течением времени покроется плесенью, следовательно, с точки зрения хлебопечения этот кусок теста испортится и сделается непригодным для употребления.

Совершенно другая картина будет, если тесто, которое подвергалось спонтанному брожению, через некоторое время (через 7−8 ч) освежить, прибавив к нему новую порцию муки и воды, дать ему некоторое время вновь бродить, затем опять освежить и т. д. в течение нескольких (например, четырех) дней. В этот период можно произвести от шести до восьми освежений теста. В тесте, подвергшемся повторному спонтанному брожению, чередовавшемуся с освежением, микрофлора будет совершенно иная.

Если в первой стадии спонтанного брожения теста микроорганизмы последнего в основном составляли бактерии типа Вас. levans и лишь в совершенно незначительной доле — дрожжевые грибы, то в тесте, подвергшемся повторному освежению, бактерии типа Вас. levans почти или совершенно исчезают, а вместо них появляются типичные для ржаного теста кислотообразующие бактерии. Одновременно отмечается наличие значительного количества дрожжевых клеток. Соотношение в таком тесте дрожжей и кислотообразующих бактерий близко к обычному для ржаных заквасок и теста. Разница в составе микроорганизмов первоначально замешенного теста и теста после пяти освежении отражается и на качестве хлеба. Хлеб из теста начальной стадии спонтанного брожения плохо разрыхлен и имеет трещины, как в корке, так и в мякише. Хлеб из спонтанно забродившего теста после 5−6 последовательных освежений хорошо разрыхлен, имеет нормальный по строению мякиш и хороший внешний вид. Вкус и аромат такого хлеба, обычные для ржаного хлеба. При этом число молочнокислых бактерий должно превышать количества дрожжей в 60−80 раз. Это соотношение обычно устанавливается после 10 освежений.

Приготовление закваски с использованием чистых культура молочнокислых бактерий и дрожжей: Теоретические обоснования использования чистых культур микроорганизмов для приготовления хлебной закваски в нашей стране появились в 20-ые годы прошлого века после выделения и идентификации специфической микрофлоры хлебных заквасок и теста.

В настоящее время под чистой культурой подразумевают потомство любого микроорганизма, полученное из одной клетки, без примеси посторонних микробов. В хлебопекарной промышленности, перерабатывающей нестерильное сырье, чистые культуры имеют исключительно большое значение. Мука, как известно, содержит чрезвычайно богатую и разнообразную микрофлору, в которой дрожжи сахаромицеты и молочнокислые бактерии составляют незначительную часть. Поэтому нужное направление процесса брожения возможно лишь при внесении в закваску или тесто специфических микроорганизмов.

Чистые культуры дрожжей и молочнокислых бактерий, внесенные в достаточном количестве, обеспечивают быструю, надежную стабилизацию доминирующей микрофлоры, нормальное брожение и гарантируют производство от случайностей. Кроме того, подбор культур позволяет активно воздействовать на качество готовых изделий. Таким образом, с помощью чистых культур можно сознательно управлять работой микробов и использовать их деятельность в заданном направлении. Но чтобы они действительно приносили ощутимую пользу, требуется правильный подбор видов для той или другой технологической схемы, постоянное наблюдение за чистотой и активностью культуры, строгое соблюдение технологии и, наконец, систематический микробиологический контроль, позволяющий следить за развитием внесенных микроорганизмов.

Рациональный подбор чистых культур заключается в применении отдельных видов или комбинации видов, характерных для данного технологического процесса и способных развиваться в этих условиях. Он требует всестороннего изучения микрофлоры и роли каждого вида в брожении полуфабрикатов.

Большое значение в определении ценности чистых культур имеет и их способность сохраняться в заквасках при длительном ведении. Наблюдения за заквасками показали, что правильнее использовать комбинации нескольких видов дрожжей или бактерий.

В состав молочнокислых заквасок обычно вводят в совместной культуре активные кислотообразователи (гомоферментативные виды) и культуры, продуцирующие много летучих кислот (гетероферментативные виды). Из них для густых ржаных заквасок наиболее пригодны виды L. brevis, L.plantarum. Для жидких ржаных заквасок рекомендованы четыре вида молочнокислых бактерий: L. plantarum, L. brevis, L. fermenti, L.casei.

Для сохранения и развития в заквасках внесенных чистых культур им создаются благоприятные условия. Только при соблюдении правильной технологии результаты применения чистых культур будут действительно эффективными. При нормальном брожении в заквасках могут развиваться кроме дрожжей и молочнокислых бактерий очень немногие группы микроорганизмов. Однако нарушение технологического процесса нередко способствует размножению посторонних видов, которые угнетают бродильную микрофлору и снижают качество хлеба.

Важным моментом при использовании чистых культур является качество самих культур, их активность и чистота. Неправильное обращение с чистыми культурами приводит к засорению посторонними видами. Загрязненные или малоактивные культуры могут дискредитировать целесообразность применения чистых культур в хлебопечении.

Преимущества применения чистых культур молочнокислых бактерий заключается в следующем:

чистые культуры создают возможность использования определенных видов и штаммов микроорганизмов, создания оптимальных условий их жизнедеятельности в средах, достижения максимального эффекта качества готового продукта;

используя специфические свойства отдельных штаммов молочнокислых бактерий, в частности, их способность к кислотообразованию и синтезу побочных продуктов их жизнедеятельности, можно путем комбинации этих бактерий, получать продукты разнообразного вкуса, поскольку этот показатель качества определяется подбором видов чистых культур микроорганизмов;

чистые культуры обеспечивают приготовление заквасок высокого качества в наиболее короткий период времени и гарантируют подавление посторонней микрофлоры муки;

чистые культуры дают возможность повышать выход продукции за счет более экономного использования муки в процессе брожения;

с применением чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий создаются возможности направленного управления технологическим процессом.

Приготовление закваски с применением закваски прежнего приготовления: Этот способ наиболее надежный с точки зрения стабильности качества. Путём освежения выброженной порции можно вести закваски довольно продолжительное время (6 — 12 месяцев и больше). Данный способ успешно реализуется в производственном цикле выведения заквасок. Широко используется на хлебозаводах России. Для приготовления закваски в разводочном цикле с применением закваски прежнего приготовления и дрожжей в I фазе используют закваску прежнего приготовления и дрожжи. При этом сначала смешивают спелую закваску, дрожжи и воду, затем добавляют муку, оставшуюся воду с температурой 25−27єС и продолжают замес до однородной массы.

Приготовление закваски с использованием препаратов стартовых культур.

Стартеры — специально отобранные препараты молочнокислых бактерий в чистом виде или смешанные с дрожжами. Они инициируют брожение закваски. Они выпускаются в виде жидких препаратов или сухих порошков. Их главное преимущество заключается в легкости применения.

Использование стартеров позволяет: упростить выведение закваски и произвести закваску в один этап продолжительностью 18−24 часов; исключить трудоемкие фазы разведения и поддержания закваски, как необходимо по традиционной технологии; обеспечить правильность и стабильность результата; Однако применение стартера увеличивает стоимость продукта.

Различают следующие типы стартеров: Стартер жидкий или закваска; Сухой лактобактерин; Стартер смешанный (лактобактерин и сухие дрожжи).

Состояние микроорганизмов в жидких стартерах из-за высокой активности не стабильно, поэтому их срок хранения в холоде ограничен.

Стартер в порошке чаще всего хорошо высушен — это позволяет сохранить бродильную способность закваски, легко намокает при контакте с водой. В сухом виде он долгое время сохраняет свою бродильную способность. Фирма Хансен разрабатывает сухой лактобактерин под маркой «Флорапан». Дополнительное внесение хлебопекарных дрожжей при замесе обеспечивает созревание теста и подъем хлеба.

Смешанный стартер обладает активностью как бактериальной, так и дрожжевой. Этот тип стартера разработан фирмой Лесаффр — под маркой «Саф-Левен». Этот препарат включает в себя сухие живые клетки дрожжей и живые молочнокислые бактерии, специально отобранные для хлебопекарной закваски .

Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов. Молочнокислое брожение стало известно людям на заре развития цивилизации. С тех пор им пользуются в домашних условиях и в пищевой промышленности для переработки и сохранения еды и напитков. Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis или Lactobacillus acidophilus). В эту группу входят бактерии, которые используются в ферментации молочных продуктов, овощей. Молочнокислые бактерии играют важную роль в приготовлении теста, какао и силоса. Несмотря на близкое родство, патогенные представители отряда Lactobacillales (например, пневмококки Streptococcus pneumoniae) обычно исключаются из группы молочнокислых бактерий.

С другой стороны, дальние родственники Lactobacillales из класса актинобактерий — бифидобактерии часто рассматриваются в одной группе с молочнокислыми бактериями. Некоторых представителей аэробных спорообразующих родов Bacillus (например, Bacillus coagulans) и Sporolactobacillus (например, Sporolactobacillus inulinus) иногда включают в группу молочнокислых бактерий из-за сходства в метаболизме углеводов и их роли в пищевой промышленности[53]

В природе молочнокислые бактерии встречаются на поверхности растений (например, на листьях, фруктах, овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных, птиц, рыб. Таким образом, помимо своей роли в производстве пищи и кормов, молочнокислые бактерии играют важную роль в живой природе, сельском хозяйстве и нормальной жизнедеятельности человека. Влияние ускоренной индустриализации производства молочнокислых бактерий, основанной на небольшом числе адаптированных для заводов штаммов, на природное разнообразие этих бактерий и здоровье человека пока остаётся неизученным[35]

Также существуют стартовые закваски, представляющие собой смесь специально подготовленных зернопродуктов со стартовыми культурами бродильной микрофлоры. Такой продукт производит фирма Bцcker.

В СПбФ ГосНИИХП создана биологическая сухая ржаная закваска (ЗСБ) длительного хранения. В ее разработке участвовали Е. Н. Павловская, Н. Д. Синявская, Л. И. Кузнецова и другие сотрудники, претворившие в жизнь идеи, высказанные в свое время Л. Н. Казанской. В качестве исходной закваски для получения ЗСБ используется ржаная КМКЗ, выведенная на сухом лактобактерине для жидких хлебных заквасок.

Кислотность исходной КМКЗ для сокращения расхода сухой закваски при приготовлении теста повышена до 34−39 градусов. Это достигается тем, что КМКЗ готовят по двухфазной схеме с уменьшением влажности по фазам с 56 до 40%. Закваску подсушивают в ИК — установке с принудительной вентиляцией, гранулируют через сито с диаметром отверстий 0,2−0,3 см и повторно высушивают на воздухе до влажности 12−14%.

Готовая сухая биологическая закваска из ржаной муки (ТУ 9291−049−11 163 857−99) представляет собой сыпучий продукт c массовой долей влаги не более 13% и кислотностью 35−40 градусов. Она имеет приятный кисловатый вкус и запах, свойственный биологической ржаной закваске. В 1 грамме ЗСБ содержится не менее 0,1 млн. живых клеток лактобактерий (60−65% жизнеспособной микрофлоры по отношению к исходной). По этому ЗСБ можно использовать для приготовления ржаной закваски на производстве, минуя трудоемкий процесс выведения заквасок на чистых культурах. Расход сухой закваски благодаря ее высокой кислотности составляет всего 5% к массе муки в тесте. В качестве биологического разрыхлителя используют прессованные или сушеные дрожжи. ЗСБ предназначена для приготовления любых сортов хлеба из ржаной и смеси пшеничной и ржаной муки по ускоренной технологии на предприятиях любой мощности при круглосуточном или дискретном режимах работы, а также традиционных жидких ржаных заквасок с заваркой и без заварки. Гарантийный срок хранения ЗСБ составляет три месяца.

Приготовление закваски с использованием других источников бродильной микрофлоры: В Восточно-Сибирском государственном технологическом университете впервые исследована возможность получения симбиотической закваски для хлебопекарного производства путем подбора условий избирательной селекции микрофлоры кефирной грибковой закваски на заварки из ржаной муки. Установлено, что при культивировании активизируется рост дрожжевой микрофлоры и гетероферментативных лактобактерий, характерных для хлебопекарных заквасок. Отмечена высокая стабильность микрофлоры симбиотической закваски в процессе ведения. Заятуевой М. Г., Хамагаевой И. С., Цыбиковой Г. Ц. предложен способ приготовления хлеба на жидкой закваске, полученной путем заквашивания заварки из ржаной муки бифидобактериями. Кузнецовой И. М. была разработана концентрированная симбиотическая закваска, активная в жидкой, замороженной и сухой формах. Закваска выведена путем оптимизации состава питательной среды благоприятной для развития мезофильных лактобактерий и дрожжей, не сбраживающих лактозу, характерных для ржаных заквасок. Было установлено, что внесение в питательную среду 15%-го картофельного отвара ускоряет рост дрожжей и обеспечивает высокий выход биомассы симбиотической закваски.

Проведенный анализ научной, справочной, учебной и методической литературы позволяет сделать вывод об актуальности разработок в области применения заквасок для производства хлеба.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Цель и задачи исследования

Целью данного исследования является определение возможности использования хмелевой закваски для приготовления ржано-пшеничного бездрожжевого хлеба.

Задачи исследования:

1. Провести серию экспериментов по выявлению возможности использования хмелевой закваски в производстве ржано-пшеничного бездрожжевого хлеба.

2. Определить органолептические показатели готовых изделий (внешний вид, состояние мякиша, запах, вкус).

3. Определить физико-химические показатели полуфабрикатов и готовых изделий (кислотность, влажность и пористость).

4. Рассчитать энергетическую ценность готового продукта.

5. Разработать рецептуру производства ржано-пшеничного бездрожжевого хлеба.

2.2 Условия проведения исследования Эксперименты проводились в лаборатории кафедры ТХППР в 2014 г, технохимический контроль проводился в лаборатории предприятия ОАО «Йошкар-Олинская кондитерская фабрика» в 2014 г. с применением следующих приборов, материалов и оборудования:

1. Весы лабораторные квадратные 4-го класса.

2. Прибор Чижова

3. Сушильный шкаф

4. Титровальная установка, реактивы

5. Сырье согласно рецептуре, показателям ГОСТ

6. Лабораторная посуда

7. Разделочный стол

8. Расстоечный и пекарный шкаф

2.3 Материалы и методика проведения экспериментов Сырье, используемое при приготовлении хлебобулочных изделий должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов.

Для проведения исследований использовалось сырье:

— мука пшеничная хлебопекарная — по ГОСТ 26 574–85[13]

— мука ржаная хлебопекарная — по ГОСТ Р 52 809−2007[14]

— соль — по ГОСТ 13 830–91[16]

— вода питьевая — по ГОСТ 2874–82[15]

— хмельпо ГОСТ 8473–57[17]

— медпо ГОСТ 19 792–2001 [18]

При исследовании проводили 3 варианта опыта по три повторности, один из которых был контрольным (базовым). В качестве контрольного варианта была принята унифицированная рецептура хлеба «Ржано-пшеничного обойного».

Унифицированная рецептура хлеба «Ржано-пшеничного обойного» (кг):

Мука ржаная обойная — 60 (влажность 14,5%)

Мука пшеничная обойная — 40(влажностью 14,5%)

Дрожжи прессованные — 0,06 (влажность 75%)

Соль — 1,5 (влажность 3,5%)

Масло растительное — 0,15 (влажность 0,2%) [55]

Расчет рецептуры для приготовления теста на 1 эксперимент

1 вариант: на 650 гр муки Количество закваски (10%), идущей на приготовление теста:

Gзак = Мобщ *Сзак/100, кг (1)

где Сзак — количество закваски, идущей на приготовление теста, кг.

0,65*10/100=65 кг Количество муки, идущей на приготовление порции закваски:

Мзак=Gзак *(100-Wзак)/100-Wм, кг (2)

где Wзак — влажность закваски (66,5%);

Wм — влажность муки (14,5%).

65*(100−66,5)/100−14,5=25,46 кг Определить расход питательной смеси:

Мука: Вода: Заварка=10%: 52%: 38%

а) количество заварки;

Gзав = Gзак *Сзав/100, кг (3)

где Сзав — количество заварки (38%)

65*38/100=24,7 кг Количество хмеля 0,052 кг

24,7−0,052=24,65 кг Количество муки для приготовления порции заварки при соотношении муки и воды 1: 2.

Мзав = Gзав*См/2, кг (4)

где Смколичество муки,

24,65*½=12,32 кг Количество воды для приготовления порции заварки:

Взав = Gзав — Мзав, л (5)

24,65−12,32=12,33 л б) количество муки в питательной смеси:

Gпит см =650:2=325 кг

Gмуки=325*10/100=32,5 кг в) количество воды в питательной смеси:

Gводы = Gзак * Своды /100, л (6)

где Сводыколичество воды, (52%)

325*52/100=169 л

Gмед =0,015 кг Результаты расчетов заносим в таблицу 1.

Таблица 1 — Расчет рецептуры на приготовление закваски на заварке

Количество пшеничной обойной муки на замес теста:

Мпш. 1с. = Мобщ *Qпш.1с./100, кг (7)

где Qпш.1с. — количество пшеничной муки 1 сорта по рецептуре на 100 кг муки, кг.

65*500/100=325 кг Количество солевого раствора, (Gсол.р-ра, кг):

Gсол.р-ра = Мобщ * Qсол./ Cсол. р-ра, кг (8)

где Qсол — количество соли на 100 кг муки по рецептуре, кг;

Cсол.р-ра — концентрация солевого раствора, [25%].

65*1,5/25=3,9 кг Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

Выход теста определяется по формуле, кг:

Gтеста = Сс.в.*100/100-Wт, кг (9)

где Сс.в.- масса сухих веществ сырья, кг;

Wтвлажность теста, %.(49,5%)

301*100/100−45,9=556,4 кг.

Количество воды на замес теста:

Gводы = GтестаСс., л. (10)

где Сс.- масса сырья, кг.

556,4−394=162,4 л.

Результаты расчетов заносим в таблицу 2

Таблица2 — Расчет производственной рецептуры на приготовление теста

Расчет рецептуры для приготовления теста на 2 эксперимент

2 вариант: на 650 гр муки и с полной заменой воды в питательной смеси на капустный рассол Количество закваски (10%), идущей на приготовление теста:

Gзак = Мобщ *Сзак/100, кг (11)

где Сзак — количество закваски, идущей на приготовление теста, кг.

0,65*10/100=65 кг Количество муки, идущей на приготовление порции закваски:

Мзак=Gзак *(100-Wзак)/100-Wм, кг (12)

где Wзак — влажность закваски (63,8%);

Wм — влажность муки (14,5%).

65*(100−63,8)/100−14,5=27,52 кг Определить расход питательной смеси:

Мука: Вода: Заварка=10%: 52%: 38%

а) количество заварки;

Gзав = Gзак *Сзав/100, к (13)

где Сзав — количество заварки,(38%)

65*38/100=24,7 кг Количество муки для приготовления порции заварки при соотношении муки и воды 1: 2.

Мзав = Gзав*См/2, кг (14)

где Смколичество муки,

24,7*½=12,35 кг Количество воды для приготовления порции заварки:

Взав = Gзав — Мзав, л (15)

24,7−12,35=12,35 л б) количество муки в питательной смеси:

Gпит см =650:2=325 кг

Gмуки=325*10/100=32,5 кг в) количество воды в питательной смеси:

Gводы = Gзак * Своды /100, л (16)

где Сводыколичество воды, (52%)

325*52/100=169 л Количество пшеничной обойной муки на замес теста:

Мпш. 1с. = Мобщ *Qпш.1с./100, кг (17)

где Qпш.1с. — количество пшеничной муки 1 сорта по рецептуре на 100 кг муки, кг.

65*500/100=325 кг Количество солевого раствора, (Gсол.р-ра, кг):

Gсол.р-ра = Мобщ * Qсол./ Cсол. р-ра, кг (18)

где Qсол — количество соли на 100 кг муки по рецептуре, кг;

Cсол.р-ра — концентрация солевого раствора[25%].

65*1,5/25=3,9 кг Результаты расчетов заносим в таблицу 3.

Таблица3 — Расчет рецептуры на приготовление закваски на заварке

Таблица 4 — Расчет производственной рецептуры на приготовление теста

Выход теста определяется по формуле, кг:

Gтеста = Сс.в.*100/100-Wт, кг (19)

где Сс.в.- масса сухих веществ сырья, кг;

Wтвлажность теста, %.

302,3*100/100−45,9=558,7 кг.

Количество воды на замес теста:

Gводы = GтестаСс., л. (20)

где Сс.- масса сырья, кг.

558,7−393,9=164,8 л.

Расчет рецептуры для приготовления теста на 3 эксперимент

3 вариант: на 650 гр муки и с заменой 50% воды в питательной смеси на капустный рассол Количество закваски (10%), идущей на приготовление теста:

Gзак = Мобщ *Сзак/100, кг (21)

где Сзак — количество закваски, идущей на приготовление теста, кг.

0,65*10/100=65 кг Количество муки, идущей на приготовление порции закваски:

Мзак=Gзак *(100-Wзак)/100-Wм, кг (22)

где Wзак — влажность закваски (64,2%);

Wм — влажность муки (14,5%).

65*(100−64,2)/100−14,5=27,21 кг Определить расход питательной смеси:

Мука: Вода: Заварка=10%: 52%: 38%

а) количество заварки;

Gзав = Gзак *Сзав/100, кг (23)

где Сзав — количество заварки, (38%)

65*38/100=24,7 кг Количество муки для приготовления порции заварки при соотношении муки и воды 1: 2.

Мзав = Gзав*См/2, кг (24)

где Смколичество муки,

24,7*½=12,35 кг Количество воды для приготовления порции заварки:

Взав = Gзав — Мзав, л (25)

24,7−12,35=12,35 л б) количество муки в питательной смеси (10%)

Gпит см =650:2=325 кг

Gмуки=325*10/100=32,5 кг в) количество воды в питательной смеси:

Gводы = Gзак * Своды /100, л (26)

где Сводыколичество воды (52%)

325*26/100=84,5 л

Gкап рас =325*26/100=84,5л Результаты расчетов заносим в таблицу 5.

Таблица5 — Расчет рецептуры на приготовление закваски на заварке