Научные основы технологий хлеба с использованием ржаной муки на заквасках с улучшенными биотехнологическими свойствами

• Автор: Кузнецова, Лина Ивановна
• Шифр специальности: 05.18.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 54 с. : ил.; 19х14 см

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Ржаной хлеб традиционно является одним из основных продуктов питания населения России, проживающего в Северо-Западном, Центральном и Северо-Восточном регионах, Белоруссии, Украины, Литвы, Латвии, Эстонии, а также Германии, Полыни, Финляндии, Австрии и др.
Хлеб из ржаной муки отличается повышенной пищевой ценностью, обусловленной содержанием в муке незаменимых аминокислот (лизина и др.), витаминов Е, группы В, железа, магния и калия, высокомолекулярных пентозанов - слизей, участвующих в формировании структурно-механических свойств ржаного теста и наряду с пищевыми волокнами, содержащимися в ржаной муке в большом количестве, обладающих адсорбирующими свойствами.
Характерный вкус и запах ржаных, особенно заварных, сортов хлеба повышает их физиологическую ценность, влияя на усвояемость. В ряде европейских стран хлебобулочные изделия, выработанные с использованием ржаной муки, относятся к группе продуктов здорового питания. В настоящее время в России и других странах наблюдается тенденция снижения потребления хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки.
Учитывая специфические особенности углеводно-амилазного и белково-иротеиназного комплексов ржаной муки, технологии приготовления хлеба с ее использованием основаны на применении заквасок с направленным культивированием микроорганизмов.
В старину на Руси для подкисления и разрыхления ржаного теста применяли «спелое» тесто или закваски спонтанного брожения.
Начиная с конца 20-х годов XX столетия в период строительства крупных хлебозаводов в Москве и Ленинграде и развития промышленного хлебопечения были разработаны технологии ржаного хлеба на густой закваске с использованием чистых культур молочнокислых бактерий и дрожжей с участием ученых ПМ.Плотникова, З.И.Шмидт, А.Я.Пумпянского, М.Н.Тульчинского, Г.КБургви-ца, И.С.Скалона и др.
Исследованиям по разработке технологий хлеба с использованием ржаной муки в условиях непрерывного производства с применением комплексномеханизированных поточных линий на жидких заквасках посвящены работы ЛЛ.Ауэрмана, Е.А.Гладковой, Ф.В.Тропинина, В.А.Николаева, А.Г.Егоровой,
О.В.Афанасьевой, Л.Н.Казанской, Н.М.Дерканосовой, Л.П.Пащенко и др.
Известны фундаментальные исследования по микробиологии ржаных заквасок и теста, выполненные немецкими учеными - О.Зр1сЬег, Н^ерйап, А.Бс1ш1г и др.
В современных условиях изменившейся структуры хлебопекарных предприятий (хлебозаводы разной мощности, пекарни), дискретных режимов их работы, переработки сырья нестабильного качества, обеспечения населения в кризисных и аварийных ситуациях, экологически неблагоприятных и отдалённых регионах, актуальными являются исследования по разработке технологий хлеба с использованием ржаной муки на заквасках с оптимизированным составом микроорганизмов с высокими бактерицидными, биосинтетическими и технологическими свойствами, обеспечивающих качество, повышенную пищевую ценность, микробиологическую безопасность изделий.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка высокоэффективных технологий хлеба с использованием ржаной муки на заквасках с применением стартовых композиций микроорганизмов с улучшенными биотехнологическими свойствами, новых видов сырья, хлебобулочных изделий, в том числе заварных сортов, лечебного и профилактического назначения.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Теоретически и экспериментально обосновать состав стартовой композиции микроорганизмов для заквасок с улучшенными биотехнологическими свойствами:
- селекционировать новые виды и штаммы микроорганизмов с повышенными биосинтетическими, бактерицидными и технологическими свойствами;
- оптимизировать состав и соотношение микроорганизмов, условия культивирования новых микробных композиций в разводочном и производственном циклах, взаимоувязанные с разными видами заквасок.
2. Разработать новый сорт ржаной муки с улучшенными хлебопекарными свойствами, сухие заварки - муку набухающую, заварку сухую ржаную комплексную, определить их физико-химические показатели, технологические свойства и исследовать их влияние на биотехнологические свойства заквасок и качество хлебобулочных изделий.
3. Теоретически, экспериментально обосновать и разработать инновационные технологии заварных сортов хлеба для условий дискретного производства на хлебопекарных предприятиях разной мощности (хлебозавод, пекарня) с использованием: муки набухающей или заварки сухой ржаной комплексной; комплексной закваски.
4. Экспериментально обосновать и разработать технологии хлеба длительного хранения из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки на заквасках с повышенными бактерицидными свойствами с применением замораживания полуфабрикатов или обработки ионизирующим излучением.
5. Теоретически, экспериментально обосновать и разработать технологии безглютеновых хлебобулочных изделий на заквасках из безглютснового сырья и ржаной муки, обладающих пробиотическими свойствами и повышенной антибиотической активностью к споровым бактериям рода Bacillus.
6. Разработать ассортимент и технологии хлебобулочных изделий с использованием ржаной муки для массового и лечебно-профилактического питания, заварных сортов хлеба, изделий пониженной влажности (сухарики, хлебцы), направленные на рациональное и эффективное использование объемов производства разных сортов ржаной муки по регионам РФ и новых видов сырья: продуктов переработки основных злаковых и крупяных культур в нативном виде и обработанных различными электрофизическими методами, овощных и фруктовых порошков, солодово-сахаристых экстрактов и концентратов, а также изделий с улучшенными физико-химическими показателями и потребительскими свойствами.
Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

2.4. Исследования и разработка технологии хлеба с использованием ржаной муки для длительного хранения
Актуальной задачей современного хлебопечения является разработка технологий хлеба длительного хранения не только с целью снабжения населения хлебобулочными изделиями в отдаленных труднодоступных районах, в зонах экологического неблагополучия, в кризисных и аварийных ситуациях, но и для развития малого бизнеса (рестораны, кафе), а также для использования в домашних условиях.
Одним из направлений решения этой проблемы в промышленных масштабах является быстрое приготовление хлеба на основе замороженных полуфабрикатов, в том числе готовых изделий.
Перспективным является применение для увеличения сроков хранения обработки выпеченных и упакованных хлебобулочных изделий физическими методами.
При разработке технологии хлеба длительного хранения с использованием ржаной муки применяли способы приготовления теста на заквасках с повышенной антагонистической активностью стартовых культур микроорганизмов к споровой микрофлоре.
Сочетание видов и штаммов микроорганизмов в стартовых композициях, как показали исследования, зависит от вида ржаных заквасок - густая, жидкая с заваркой и без применения заварки, концентрированная молочнокислая закваска. Стартовые культуры заквасочных микроорганизмов, развиваясь в ржаных заквасках, способствуют формированию не только физико-химических (кислотность, пористость), но и органолептических (вкус, запах) показателей качества хлеба, обеспечивают его микробиологическую чистоту, особенно при переработке муки с повышенной микробиологической обсеменённостыо.
Учитывая повышенные требования к микробиологической чистоте хлебобулочных изделий длительного хранения для разводочного цикла заквасок в основном использовали разработанные стартовые композиции заквасочных микроорганизмов (в сухом и жидком виде) с включением в состав бифидобактерий В. Ь0с1ит 2, лактобактерий Ь. зап/гапыхеепьчя Е-36, нового штамма Ь. р1аШапт 52-АН, обладающих пробиотическими и антагонистическими свойствами.
Наряду с технологией приготовления теста на микробиологическое состояние хлеба длительного хранения (плесневение) оказывает вид упаковочных материалов. Так, в хлебе дарницком, приготовленном на закваске с повышенной антагонистической активностью и упакованном после охлаждения до температуры 34-3 6°С в два пакета из полипропилена толщиной 25мкм, развитие плесеней происходило более интенсивно, чем при использовании полипропилена с барьерными свойствами (рисунок 19, а).
Рост плесневых грибов на поверхности хлеба дарницкого, упакованного, уложенного в картонные короба и обработанного ионизирующим излучением в линейном ускорителе электронов ЛУЭ 8-5С, при увеличении дозы облучения с 3 кГр до б кГр снизился (рисунок 19, б), а при дозе 10 кГр рост плесневых грибов не наблюдался.