Методологические и технологические аспекты регулирования качества макаронных изделий

При исследовании влияния реологических свойств теста исследовали влияние водопоглощения, времени образования теста, устойчивости теста, степени разжижения и показателя качества, определяемых на фаринографе, устойчивости к разжижению, растяжимости, энергии, отношения устойчивости к разжижению, определяемых на экстенсографе, и максимального избыточного давления, средней абсциссы при разрыве, индекса растяжимости, отношения P/L, энергии деформации, определяемых на альвеографе, на варочные свойства (КУ, СВ, ВПС).

Исследование проводили в период с 2002 по 2009 гг. на макаронных предприятиях отрасли, оснащенных технологическим оборудованием PAVAN, BUHLER, FAVA, TEKALIT. А также муки из зерна твердой и мягкой пшеницы, поступающей в испытательную лабораторию макаронного производства ГНУ ГОСНИИХП в период с 2002 по 2009 гг. и предоставленной АНИИЗ в период с 2005 по 2007 гг. Макаронные изделия вырабатывали в лабораторных условиях на макаронном прессе La Monferina по технологическим инструкциям.

О влиянии реологических свойств теста на варочные свойства (КУ, СВ, ВПС) судили по коэффициентам корреляции, полученным при обработке массива данных.

В результате корреляционной обработки были выявлены низкие корреляционные зависимости между реологическими свойствами теста и варочными свойствами (КУ, СВ, ВПС).

3.2.5 Исследование влияния способности муки к потемнению на качество макаронных изделий

Активность фермента полифенолоксидазы и наличие фенольных соединений является основной причиной способности муки к потемнению, а следовательно и потемнения макаронных изделий. Поэтому в данном разделе исследовали влияние способности муки к потемнению на содержание желтого и черного составных компонентов цвета макаронных изделий. Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг, поступающих на предприятия отрасли и отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Макаронные изделия вырабатывали на предприятиях отрасли и лабораторном прессе La Monferina в соответствии с технологическими инструкциями. Результаты исследований показали, что в 100% случаев переработки муки способной к потемнению макаронные изделия имели низкое содержание желтого составного компонента цвета и высокое черного составного компонента цвета.

Таким образом, установлена взаимосвязь способности муки к потемнению с содержанием желтого и черного составных компонентов цвета.

3.2.6 Исследование влияния массовой доли золы муки на качество макаронных изделий

Массовая доля золы показывает содержание измельченных оболочек и минеральных веществ в муке. Многими работами показано, что цвет макаронных изделий зависит от сорта муки. Но не существует единых данных, как массовая доля золы муки влияет на цвет макаронных изделий.

Поэтому, задачей данного раздела было исследование влияния массовой доли золы муки на содержание желтого и черного составных компонентов цвета.

Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг, поступающих на предприятия отрасли и отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Массовая доля золы у муки из мягкой пшеницы варьировалась от 0,45% до 0,74% на сухое вещество, а у муки из твердой пшеницы от 0,6% до 1,05% на сухое вещество. Макаронные изделия вырабатывали на предприятиях отрасли и лабораторном прессе La Monferina в соответствии с технологическими инструкциями.

Были получены зависимости содержания желтого и черного составных компонентов цвета макаронных изделий от массовой доли золы муки из твердых и мягких пшениц. (рисунок 12).

Проведенный анализ полученных зависимостей позволил сделать вывод о том, что увеличение массовой доли золы муки как из твердых, так и из мягких пшениц приводило к увеличению содержания черного компонента цвета макаронных изделий.

А	Б
Рисунок 12 Влияние зольности муки на содержание желтого и черного составных компонентов цвета макаронных изделий из муки мягких (А) и твердых (Б) пшениц

При этом в большей степени эта зависимость установлена у макаронных изделий из муки мягких пшениц (0,92). Содержание черного составного компонента цвета макаронных изделий увеличивалось свыше 20% при использовании муки из мягких пшениц с массовой доли золы выше 0,55% и муки из твердых пшениц с массовой доли золы выше 0,9%. Изменение желтого составного компонента цвета имело слабую корреляционную связь с массовой доли золы как у макаронных изделий из твердых, так и из мягких пшениц. В ходе исследований была установлена прямая высокая (0,99) корреляционная зависимость между показателем зольности муки и зольностью макаронных изделий. Так как массовая доля золы макаронных изделий не может регулироваться в ходе технологического процесса, была предложена классификация макаронных изделий по сортам в зависимости от зольности.

В результате проведенных исследований выявлена взаимосвязь массовой доли золы муки с содержанием черного составного компонента цвета.

3.2.7 Исследование влияния содержания каротиноидных пигментов муки на качество макаронных изделий

Желтый цвет макаронных изделий в первую очередь обусловлен количеством каротиноидных пигментов в муке. Поэтому в данном разделе исследовали влияние содержания каротиноидных пигментов муки на содержание желтого составного компонента цвета макаронных изделий.

Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг, поступающих в отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Содержание каротиноидных пигментов муки варьировалось от 0,5 до 1,05 мг в-каротина на 1 кг продукта. Макаронные изделия вырабатывали на предприятиях отрасли и лабораторном прессе La Monferina в соответствии с технологическими инструкциями.

В ходе исследований отмечено, что содержание желтого составного компонента цвета макаронных изделий увеличивалось свыше 20% при увеличении содержания каротиноидных пигментов выше 0,55 мг в-каротина на 1 кг продукта. А содержание желтого составного компонента имеет прямую зависимость между содержанием каротиноидных пигментов (рисунок 13).



Рисунок 13 Влияние содержания каротинойдных пигментов на содержание желтого составного компонента цвета

Таким образом, в результате проведенных исследований установлена взаимосвязь между содержанием желтого составного компонента цвета и содержанием каротиноидных пигментов муки.

3.2.8 Исследование влияния кислотности муки на качество макаронных изделий

Существует еще один показатель качества муки, который не формирует цвет и варочные свойства макаронных изделий, но формирует их вкус и обеспечивает длительность их хранения, являясь критерием порчи. Это показатель кислотность.

В этой связи задачей данного раздела было исследование влияния кислотности муки на кислотность макаронных изделий.

Исследования проводили на различных образцах муки с 2002 по 2008 гг., поступающих на предприятия отрасли и отдел технологии и ассортимента макаронного производства. Макаронные изделия вырабатывали на лабораторном прессе La Monferina.

Проведенные исследования показали, что при непрерывном технологическом процессе кислотность муки равна кислотности макаронных изделий. Однако такие явления на практике, как простой оборудования повышало кислотность макаронных изделий. В процессе хранения макаронных изделий в течение 24 месяцев их кислотность увеличивалась в среднем на 1 град. Таким образом, для обеспечения сроков хранения макаронных изделий в течение 24 месяцев кислотность макаронных изделий сразу после выработки, а соответственно и кислотность муки не должна превышать 3 град.

3.2.9 Определение макаронных свойств муки, установление норм для значений показателей качества муки и классификация макаронных свойств муки

До настоящего времени не было обоснованных норм показателей качества муки, предназначенной для производства макаронных изделий, а так же не были однозначно установлены показатели качества муки, характеризующие макаронные свойства муки, и не было определения макаронных свойств муки.

Поэтому, в задачу настоящего раздела входило определение макаронных свойств муки, установление норм для значений показателей качества муки и классификация макаронных свойств муки. Для решения поставленной задачи обобщали результаты исследований, проведенных в разделах 3.2.1-3.2.8.

На основании проведенной работы дали определение «макаронным свойствам муки», вошедшее в ГОСТ Р 52000-2002 с изменениями №1: «макаронные свойства муки: способность муки определять качество макаронных изделий». Установили нормы для значений показателей качества муки. На основании установленных норм предложили классификацию макаронных свойств муки: мука с макаронными свойствами; мука с низкими макаронными свойствами. (таблица 4).

Таблица 4

Макаронные свойства муки

Показатели макаронных свойств муки	Значения показателей для низких макаронных свойств	Значения показателей макаронных свойств.
Показатели макаронных свойств муки, влияющие на цвет макаронных изделий
крупность помола: у муки из твердых пшениц выровненная: проход с сита 15,5 ПЧ-200 и сход с сита 22,7 ПЧ-150, %	менее 70	более 70
у муки из мягких пшениц проход с сита 73 ПА-50, %	более 50	не более 50
Содержание редуцирующих сахаров, %	более 1,0	не более 1,0
способность муки к потемнению	*	**
Массовая доля золы в пересчете на сухое вещество, % для муки из мягких пшениц для муки из твердых пшениц	более 0,55, более 0,9	не более 0,55, не более 0,9
содержание каротинойдных пигментов для муки из твердых пшениц, мг/1000 г	не менее 4	-
Показатели макаронных свойств муки, влияющие на варочные свойства макаронных изделий
Массовая доля сырой клейковины, %	менее 26	не менее 26
Качество клейковины: растяжимость в диапазоне, см	до 12 свыше 20	12-20
крупность помола: у муки из твердых пшениц выровненная проход с сита 15,5 ПЧ-200 и сход с сита 22,7 ПЧ-150, %	менее 70	более 70
у муки из мягких пшениц проход с сита 73 ПА-50, %	более 50	не более 50
Показатели макаронных свойств муки, влияющие на сроки хранения макаронных изделий
Кислотность, град	более 3	менее 3

*способна,

**не способна.

На основании обоснования критериев и допустимых диапазонов значений показателей качества макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц в разделах 3.1.1-3.1.5 и установленных связей влияния показателей качества муки из твердой и мягкой пшеницы на качество макаронных изделий в разделах 3.2.1-3.2.8. выявлены следующие связи между качественными показателями муки и качеством макаронных изделий (рисунок 14): между массовой долей сырой клейковины и растяжимостью клейковины с КУ макаронных изделий и СВ; между крупностью помола муки и варочными свойствами макаронных изделий (СВ и ВПС) и содержанием составных компонентов цвета (Ж и Ч); между содержанием редуцирующих сахаров муки и содержанием желтого и черного компонентов цвета взаимосвязь способности муки к потемнению и содержанием желтого и черного составных компонентов цвета; массовой доли золы муки с содержанием черного составного компонента цвета; взаимосвязь между содержанием желтого составного компонента цвета и содержанием каротиноидных пигментов муки.

Рисунок 14 Взаимосвязь между критериями качества макаронных изделий и показателей качества муки

3.3 Оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами с целью улучшения качества макаронных изделий

В настоящее время на макаронных предприятиях отрасли применяется технология замеса теста, которая была отработана при пуске оборудования без учета показателей качества муки. Но, как показал опыт работы многих предприятий, переработка муки с низкими макаронными свойствами требует изменения технологических параметров замеса с учетом показателей качества муки. Поэтому задачей настоящего раздела являлась оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами. Для этого проводили полный факторный эксперимент. В качестве факторов выбирали:

Х- влажность теста, % и варьировали от 28% до 35%;

У - температура воды, идущей на замес теста, °С и варьировали с 3°С до 98°С.

За исследуемые параметры принимали: КУ, СВ, ВПС, Ж и Ч.

План эксперимента реализовывали на различных образцах муки, отличающихся по своим макаронным свойствам, указанным в таблице 4.

Замес теста, прессование и формование макаронных изделий в виде вермишели диаметром d=1,2 мм осуществляли на макаронном прессе БИД 100. Длительность замеса составляла 15 минут, разряжением вакуума 08-1 МПа, температура воды в охлаждающей рубашке 30-40 °С. Сушку макаронных изделий осуществляли в шкафных сушилках LaMonftrina при температуре сушильного воздуха 60°С и относительной влажности 75% до достижения изделиями влажности 13,5%. Далее изделия охлаждали в тех же шкафах, и к концу охлаждения они имели влажность 12,5%. Стабилизацию проводили в бункерах-стабилизаторах при температуре 25 °С и относительной влажности 85% в течение 6 часов.

После реализации плана эксперимента и расчета значимости коэффициентов получили 29 уравнений регрессии, описывающих влияние исследуемых факторов на КУ, СВ, ВП, Ж и Ч. Полученные уравнения регрессии позволили смоделировать технологические параметры замеса макаронного теста в зависимости от макаронных свойств муки, обеспечивающие улучшение качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами, а именно: увеличение КУ выше 0,9 и Ж у макаронных изделий из муки твердой пшеницы свыше 20%, а из муки мягкой пшеницы свыше 15%, и снижение СВ менее 6%, ВПС менее 160% и Ч макаронных изделий из муки из мягких и твердых пшениц менее 20%.

Таким образом, оптимизация технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами позволила смоделировать технологические параметры замеса, которые позволили бы получить макаронные изделия с заданными критериями качества.

3.4 Оптимизация технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами с целью улучшения качества

Сушка макаронных изделий на макаронных предприятиях происходит, как правило, в четыре стадии: предварительная подсушка, предварительная сушка, окончательная сушка и стабилизация. В зависимости от температурных режимов сушка делиться на низкотемпературную (при температуре сушильного воздуха не более 60 °С), высокотемпературную (при температуре сушильного воздуха 70-90 °С) и сверхвысокотемпературную (при температуре сушильного воздуха 90 °С). Анализ процесса сушки на макаронных предприятиях отрасли показал, что большая часть влаги из макаронных изделий удаляется при предварительной подсушке и предварительной сушке. В этот период влажность полуфабриката макаронных изделий снижается с 32-34% до 20-18%. Именно в этот период сушки изменяется цвет полуфабриката макаронных изделий и может появиться отслоение поверхности макаронных изделий. Технологические режимы сушки на предприятиях устанавливали исходя из ассортимента макаронных изделий, а именно из толщины стенки и насыпной массы макаронных изделий и длительности сушки, а так же от конструктивной особенности сушилки. Но, как показал опыт работы многих предприятий, пере6работка муки с низкими макаронными свойствами требует изменения технологических параметров сушки с учетом показателей качества муки. Поэтому задачей настоящего раздела являлась оптимизация технологических параметров сушки макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами. Для этого проводили полный факторный эксперимент. В качестве факторов выбирали:

Х- температура сушильного воздуха, °С и варьировали от 20°С до 120°С;

У - относительная влажность воздуха, % и варьировали с 35% до 122%.

За исследуемые параметры принимали: КУ, СВ, ВПС, Ж и Ч.

План эксперимента реализовывали на различных образцах муки, отличающихся по своим макаронным свойствам, указанным в таблице 4.

Макаронные изделия вырабатывали в виде вермишели диаметром d=1,2 мм. Замес теста, прессование и формование макаронных изделий осуществляли на макаронном прессе БИД 100 при технологических параметрах, установленных в предыдущем разделе. Сушку макаронных изделий осуществляли в шкафных сушилках LaMonftrina до достижения изделиями влажности 13,5%. Далее изделия охлаждали в тех же шкафах и к концу охлаждения они имели влажность 12,5%. Стабилизацию проводили в бункерах-стабилизаторах при температуре 25 °С и относительной влажности 85% в течение 6 часов.

После реализации плана эксперимента и расчета значимости коэффициентов получили 27 уравнений регрессии, описывающих влияние исследуемых факторов на КУ, СВ, ВПС, Ж и Ч. Полученные уравнения регрессии позволили смоделировать технологические параметры сушки макаронных изделий в зависимости от макаронных свойств муки, обеспечивающие увеличение КУ выше 0,9 и Ж у макаронных изделий из муки твердой пшеницы свыше 20%, а из муки мягкой пшеницы свыше 15% и снижение СВ менее 6%, ВПС менее 160% и Ч макаронных изделий из муки из мягких и твердых пшениц менее 20%.

Таким образом, оптимизация технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами позволила смоделировать технологические параметры сушки, которые позволили бы получить макаронные изделия с заданными критериями качества.

3.5 Исследование влияния технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделий

Так как кислотность макаронных изделий нами был выбран в качестве критерия качества макаронных изделий и в процессе производства этот показатель только увеличивается, то задачей настоящего раздела являлось исследование влияния технологических параметров замеса и сушки на изменение кислотности макаронных изделий.

Исследования проводили на муке из твердых и мягких пшениц, с кислотностью 2,4 и 2,0 соответственно. Макаронные изделия вырабатывали на макаронном прессе La Monferina.При исследовании влияния параметров замеса теста исследовали влияние длительности замеса, влажности теста и температуры воды, идущей на замес теста. А при исследовании влияния параметров сушки: температуру сушильного воздуха и относительную влажность воздуха.

При исследовании влияния технологических параметров замеса теста на изменение кислотности установлено, что повышение влажности теста выше 30%, длительности замеса более 15 минут и температуры воды, идущей на замес теста, выше 40°С увеличивало кислотность макаронных изделий в среднем на 0,4 град. Следовательно, при выработке макаронных изделий из муки с повышенной кислотностью рекомендуются следующие технологические параметры замеса теста как из муки твердой, так и мягкой пшеницы: влажность теста - не более 30%, длительность замеса - не более 15 минут, температура воды, идущей на замес теста не более 30°С.

При исследовании влияния технологических параметров сушки макаронных изделий на изменение кислотности установлено, что увеличение температуры сушильного воздуха на каждые 20°С увеличивало кислотность макаронных изделий на 0,2 град. Следовательно, при выработке макаронных изделий из муки с повышенной кислотностью рекомендуются использовать низкотемпературный режим сушки с температурой сушильного воздуха до 40 °С.

Таким образом, на основе экспериментальных исследований определены технологические параметры замеса и сушки макаронных изделий, обеспечивающие меньший рост кислотности макаронных изделий в процессе их изготовления.

3.6 Разработка рациональных диапазонов дозировок и способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами

В предыдущих главах нами были разработаны технологические режимы производства макаронных изделий из муки с разными макаронными свойствами. Но на практике иногда приходится перерабатывать муку, низкие макаронные свойства которой невозможно исправить технологическими приемами. К такой муке относится мука с высокой зольностью, или, например когда макаронные свойства муки накладываются таким образом, что не существует единой области решений, полученных в разделах 3.3 и 3.4. В такой ситуации технологу приходится выбирать, что улучшать: варочные свойства или цвет макаронных изделий. Для переработки такой муки при производстве макаронных изделий необходимо использовать пищевые добавки. Задачей данного раздела является разработка рациональных диапазонов и способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами. При выполнении поставленной задачи было выдвинуто предположение, что пищевые добавки, предназначенные для улучшения варочных свойств макаронных изделий должны обладать структурообразующем действие, т.е. создавать дополнительную структуру клейковинному каркасу и удерживать в себе гранулы крахмала. Для улучшения цвета макаронных изделий пищевые добавки должны предотвращать протекание реакции Майяра и ферментативное потемнение. Такими пищевыми добавками могут быть комплексообразователи. Выбор пищевых добавок и их дозировку осуществляли в соответствии с СанПиН 2.3.2.1293.

В качестве структурообразователей было предложено использование гуаровой и ксантановой камедей в количествах 0,3; 0,5; 0,7 и 0,9% к массе муки, ксантановую камедь в количестве 0,3; 0,5; 0,7 и 0,9% к массе муки, и смеси гуаровой и ксантановой камеди в соотношении 1:1 в количествах 0,3; 0,5%; 0,7 и 0,9 к массе муки. А в качестве комплексообразователей - цитрат натрия в количестве 0,01%; 0,05%; 0,1% и 0,15% к массе муки. При выборе дозировок пищевых добавок исходили из того, что пищевая добавка должна использоваться в минимально необходимом количестве для достижения эффекта. Поэтому дозировку пищевых добавок изменяли от максимально известной до минимальной.

Макаронные изделия вырабатывали из муки с низкими макаронными свойствами в соответствии с таблицей 4. Замес теста, прессование и формование макаронных изделий в виде вермишели диаметром d=1,2 мм, осуществляли на макаронном прессе БИД 100 при влажности теста 32% и температуре воды, идущей на замес теста 40?С. Сушку макаронных изделий осуществляли в шкафных сушилках LaMonftrina при температуре сушильного воздуха 60?С и относительной влажности воздуха 75% до достижения изделиями влажности 13,5%. Далее изделия охлаждали в тех же шкафах, и к концу охлаждения они имели влажность 12,5%. Стабилизацию макаронных изделий осуществляли в бункерах стабилизаторах в течение 6 часов при температуре 25 °С и относительной влажности 85%.

Анализ результатов исследований применения пищевых добавок показал, что при переработке муки с массовой долей клейковины менее 26%, растяжимостью менее 12 см и более 20 см, и проходом с сита 73 ПА 50 более 50% гуаровая и ксантановая камеди в количестве 0,3-0,75% к массе муки снижали СВ на 0,5-1,5%, ВПС на 10-30% соответственно и увеличивали КУ на 0,3-0,7. А при использовании смеси гуаровой и ксантановой камеди в соотношении 1:1 в количестве 0,3-0,5% к массе муки снижались СВ на 1,5-2,0%, ВПС на 20-40% соответственно и увеличивался КУ на 0,5-0,8.

При переработке муки из твердой пшеницы с не выровненной крупностью помола, муки мягкой пшеницы с проходом с сита 73 ПА-50 более 50%, с содержанием редуцирующих сахаров более 1% и муки способной к потемнению применение цитрата натрия в количестве 0,1% к массе муки увеличивало содержание Ж на 3% и снижало Ч на 5%.

Для одновременного улучшения варочных свойств и содержания составных компонентов цвета макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами были разработаны составы комплексных пищевых добавок «Ритм» и «Уникум». При применении улучшителей муки «Ритм» и «Уникум» отмечали снижение СВ на 2,0% и 2,5%, ВПС на 30 и 50% и Ч на 10% и 7% соответственно и увеличение КУ на 0,8 и 1,2 и Ж на 5% и 3% соответственно. На основании полученных данных был сделан вывод, что уулучшитель муки «Ритм» целесообразно использовать, когда необходимо в большей степени улучшить цвет макаронных изделий, а «Уникум» когда необходимо в большей степени улучшить варочные свойства макаронных изделий.

Были проведены исследования по изучению влияния способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных исследований. Пищевые добавки вносили в сухом и растворенном виде. В результате исследований установлено, что способ внесения пищевых добавок не влияет на качество макаронных изделий. По результатам исследований предложены технологические решения способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий в сухом виде и в жидком виде.

Таким образом, проведенные исследования позволили выявить рациональные диапазоны внесения пищевых добавок. Для улучшения варочных свойств макаронных изделий: гуаровой и ксантановой камеди 0,3-0,75% к массе муки; смеси гуаровой и ксантановой камеди - 0,3-0,5% к массе муки. Для улучшения цвета макаронных изделий: цитрата натрия в количестве 0,1% к массе муки. Для одновременного улучшения варочных свойств и цвета макаронных улучшителей муки «Ритм» и «Уникум» количестве 0,1% к массе муки.

3.7 Разработка методологических аспектов регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами

На основании выше приведенных исследований была разработана методология регулирования качества макаронных изделия из муки с низкими макаронными свойствами (рисунок 15).

Полученные в настоящей работе результаты позволили предложить комплексный подход к формированию качества макаронных изделий, изготавливаемых из муки твердой и мягкой пшеницы с различными макаронными свойствами, заключающийся в выборе заданных критериев качества макаронных изделий, оценке макаронных свойств муки с дальнейшим моделированием технологического процесса производства макаронных изделий, предусматривающего регулирование технологических параметров замеса, сушки и использование пищевых добавок.

Для решения задачи получения макаронных изделий с заданными значениями критериев качества макаронных изделий необходимо установить, какими макаронными свойствами обладает мука из твердых или мягких пшениц. Далее путем решения уравнений регрессии, полученных в разделах 3,5 и 3,6 в результате которых получают область решения (влажность теста, температура воды, идущей на замес теста, температура сушки и относительная влажность воздуха) для получения макаронных изделий с заданными критериями качества. Далее путем наложения областей решений определяют технологические параметры замеса и сушки макаронных изделий из муки с низкими технологическими свойствами с целью получения макаронных изделий с заданными значениями критериями качества. В случае отсутствия единой области решений по всем критериям качества макаронных изделий проводят отдельное решение для варочных свойств макаронных изделий и составных компонентов цвета для выявления критерия, который не входит в общую область решения. Для определения областей решений была разработана программа PTechnology. В случае, когда в общую область решения не входит один из показателей цвета, при производстве макаронных изделий используют цитрат натрия в количестве 0,1% к массе муки. В случае, когда в общую область решения не входит один из показателей варочных свойств, при производстве макаронных изделий используют гуаровую или ксантановую камеди в количестве 0,3-0,75% к массе муки, или смесь гуаровой и ксантановой камеди в количестве 0,3-0,5% к массе муки к массе муки. В случае, когда в область решения не входит один из показателей и варочных свойств и составных компонентов цвета, при замесе теста используют комплексные улучшители «Ритм» или «Уникум» в количестве 0,1% к массе муки. Таким образом, разработанная методология регулирования качества макаронных изделия из муки с низкими макаронными свойствами позволяет получить макаронные изделия с заданными значениями критериями качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами.

Рисунок 15 Методологические аспекты регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами.

3.8 Промышленная апробация результатов исследования. Экономическое обоснование эффективности технологических решений

Апробация разработанных методологических и технологических аспектов регулирования качества макаронных изделий проведена на ОАО «Омская макаронная фабрика» на оборудовании фирмы Buhler; МФ «Америя» на оборудовании фирм Buhler и Fava; ООО «Макарон-Сервис» на оборудовании фирм La Monferina и БИД 250; ОАО «Алтайские макароны» на оборудовании фирм Pavan и Tecalit.

Рассчитан реализуемый экономический эффект для фабрики, мощностью 4,5 т в час, который составляет 21 890 250 рублей в год.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основании корреляционных зависимостей и установления взаимосвязи сенсорных характеристик макаронных изделий с физико-химическими показателями обоснованы критерии и определены допустимые диапазоны значений показателей качества макаронных изделий. Установлены корреляционные связи между сенсорной характеристикой «желтый» и содержанием желтого составного компонента цвета (Ж) и сенсорной характеристикой «серый» и содержанием черного составного компонента цвета (Ч), что позволило установить, что желтый и черный составные компоненты цвета являются объективными критериями оценки цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц. На основании сравнения значений Ж и Ч макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц с их органолептической оценкой было установлено, что Ж для макаронных изделий из муки твердых пшениц должно составлять 20-25%, а макаронных изделий из муки мягких пшениц - 15-20%. Ч как для макаронных изделий из твердых, так и из мягких пшениц должно быть менее 20%.

Установлены научно-обоснованные критерии оценки цвета макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц на основе выбора более высоких корреляционных связей между сенсорной характеристикой «липкость» и СВ и ВПС и сенсорной характеристикой «упругость» и КУ.

На основании сравнения значений СВ, ВПС и КУ с сенсорными характеристиками «липкость» и «упругость» было установлено, что для макаронных изделий из муки твердых и мягких пшениц КУ должен быть более 0,9, СВ менее 6%, ВПС менее 160%. Для характеристики порчи макаронных изделий из муки твердой и мягкой пшеницы был выбран критерий кислотность, не более 4 град.

2. Разработана классификация макаронных свойств муки. Впервые дано определение макаронным свойствам муки, вошедшее в ГОСТ Р 52000-2002 (с изменениями №1).

Выявлены связи между качественными показателями муки и качеством макаронных изделий: между массовой долей сырой клейковины и растяжимостью клейковины с КУ макаронных изделий и СВ; между содержанием глиадиновой фракцией белка муки с СВ; между соотношением глиадиновой к глютеноновой фракций белка с ВПС макаронных изделий; между крупностью помола муки и варочными свойствами макаронных изделий (СВ и ВПС) и содержанием составных компонентов цвета (Ж и Ч); между содержанием редуцирующих сахаров муки с содержанием Ж и Ч; взаимосвязь способности муки к потемнению с содержанием Ж и Ч; массовой доли золы муки с содержанием Ч; взаимосвязь между содержанием Ж и содержанием каротиноидных пигментов муки. Установлены допустимые диапазоны значений: массовая доля сырой клейковины не менее 26%, растяжимость клейковины от 12 см до 20 см, содержание редуцирующих сахаров не более 1%, не допускается способность муки к потемнению, массовая доля золы для муки из мягких пшениц не более 0,55%, для муки из твердых пшениц не более 0,9%, крупность помола муки из твердых пшениц должна быть выровнена, у муки из мягких пшениц проход с сита 73 ПА-50 не должно превышать 50%. Предложена классификация и дано определение макаронным свойствам муки.

3. Разработаны математические модели оптимизированных технологических параметров замеса макаронного теста из муки с низкими макаронными свойствами, что позволило смоделировать технологические параметры замеса для получения макаронных изделий с заданными критериями качества.

4. Разработаны математические модели оптимизированных технологических параметров сушки макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами, что позволило смоделировать технологические параметры сушки для получения макаронных изделий с заданными критериями качества.

5. На основе экспериментальных исследований определены технологические параметры замеса и сушки макаронных изделий, обеспечивающие меньший рост кислотности макаронных изделий в процессе их изготовления.

6. Выявлены рациональные диапазоны дозировок и способов внесения пищевых добавок. Для улучшения варочных свойств макаронных изделий: гуаровой и ксантановой камеди 0,3-0,75% к массе муки; смеси гуаровой и ксантановой камеди - 0,3-0,5% к массе муки. Для улучшения цвета макаронных изделий: цитрата натрия в количестве 0,1% к массе муки. Для одновременного улучшения варочных свойств и цвета макаронных улучшителей муки «Ритм» и «Уникум» в количестве 0,1% к массе муки. По результатам исследований предложены технологические решения способов внесения пищевых добавок при производстве макаронных изделий в сухом виде и в жидком виде.

7. Разработаны методология и технологии регулирования качества макаронных изделий из муки с низкими макаронными свойствами для регулирования их качества.

8. Определен реализуемый экономический эффект для фабрики, мощностью 4,5 т в час, который составляет 21 890 250 рублей в год.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

Статьи в журналах, рецензируемых ВАК

1. Шнейдер Т.И. Совершенствование стандартизации макаронных изделий [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Е.В. Петрова, Н.К. Казеннова, М.А. Калинина, А.А. Глазунов, С.А Парфенова. // Пищевая промышленность, 2002. №5. С. 46-47.

2. Казеннова Н.К. Качество макаронных изделий быстрого приготовления из муки с различными технологическими свойствами [Текст]/ Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Хранение и переработка сельхозсырья, 2005. №10. С. 43-44.

3. Шнейдер Т.И. ГОСТ Р 52378-2005 - НОВЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ НА ИЗДЕЛИЯ МАКАРОННЫЕ БЫСТРОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ [Текст]/ Т.И.Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В.Шнейдер, А.Ю.Грошев, А.А.Сердечника, И.В. Казеннов // Журнал хлебопродукты, 2006 №9. С. 56-57.

4. Шнейдер Т.И. «Разработка национального стандарта ГОСТ Р Изделия макаронные методы идентификации» [Текст]/ Шнейдер Т.И., Казеннова Н.К., Сердечкина А.А., Шнейдер Д.В., Казеннов И.В. // Хлебопродукты, 2007 №7. С. 38-40.

5. Шнейдер Т.И. ГОСТ Р Изделия макаронные методы идентификации» (проект национального стандарта) [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К.Казеннова, Д.В.Шнейдер, И.В.Казеннов, А.А.Сердечкина // Хлебопродукты, 2007 №7. С. 38-40.

6. Шнейдер Т.И. Разработка национального стандарта на муку для макаронных изделий. [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Хлебопродукты, 2007 №4. С. 48-49.

7. Цыганова Т.Б. Влияние редуцирующих сахаров муки на цвет макаронных изделий [Текст]/ Т.Б. Цыганова, Н.К. Казеннова, В.Е. Тукачев //Хлебопродукты, 2009. №7. С. 48-49.

8. Казеннова Н.К. Изучение белкового комплекса муки из зерна твердой пшеницы и его влияние на качество макаронных изделий [Текст]/ Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, М.А. Розова, В.М. Мельник// Хранение и переработка сельхоз сырья, 2009. №7. С. 30-33.

9. Казеннова Н.К. Влияние изменений глиадиновой и глютениновой фракций белка на качество макаронных изделий [Текст]/ Н.К. Казеннова// Пищевая промышленность, 2009. №8. С. 40-42.

10. Казеннова Н.К. Качество макаронных изделий в зависимости от гранулометрического состава муки [Текст]/ Н.К. Казеннова//Хлебопродукты, 2009. №5. С. 27-29.

11. Казеннова Н.К., Влияние скорости движения воздуха на длительность сушки и качество макаронных изделий[Текст]/ Н.К. Казеннова В.Е. Тукачев//Хранение и переработка сельхоз сырья, 2009. №4. С.27-29

Научные статьи в журналах и сборниках.

12. Шнейдер Т.И Новый стандарт на макаронные изделия [Текст]/Т.И. Шнейдер, С.А.Парфенова, М.А.Калинина, Н.К. Казеннова, Е.В.Петрова, А.А.Глазунов, А.А. Сердечкина, Е.А. Артюхина, Д.В. Шнейдер, М.В. Шерстнева // Хлебопечение России, 2002. 2002. №2. С. 14-15.

13. Казеннова Н.К. Методы оценки качества и идентификации макаронных изделий [Текст]/ Н.К Казеннова, Е.В. Петрова // Сборник докладов и статей юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию специальности «Технология хранения и переработки зерна». Москва, 2002. С. 176-179.

14. Казеннова Н.К. Новые макаронные изделия быстрого приготовления [Текст]/ Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Сборник докладов и статей юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию специальности «Технология хранения и переработки зерна». Москва, 2002. С. 179-181.

15. Казеннова Н.К. Методы оценки качества и идентификации макаронных изделий [Текст]/ Н.К Казеннова, Е.В. Петрова // Сборник докладов и статей юбилейной научной конференции, посвященной 80-летию специальности «Технология хранения и переработки зерна». Москва, 2002. С. 176-179.

16. Шнейдер Т.И.. Качество макаронных изделий отечественных и зарубежных производителей [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Е.В. Петрова, Н.К Казеннова // Хлебопечение России, 2003. №4. С. 36-38.

17. Шнейдер Т.И. Обзор ГОСТ Р «Изделия макаронные быстрого приготовления. Общие технические условия [Текст]/ Т.И.Шнейдер, Н.К. Казеннова, Е.В. Петрова, А.А.Сердечника, Д.В.Шнейдер// материалы к IV научно-практической конференции «Пищевая промышленность и стратегия подготовки специалистов». Калуга, 2005. С. 56-59.

18. Казеннова Н.К. Национальные стандарты макаронной отрасли [Текст]/ Н.К Казеннова, А.А. Сердечкина // Труды 12 международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности», 28-29 ноября 2006 года, выпуск 11, том 1. С 193-194.

19. Казеннова Н.К. Национальные стандарты макаронной отрасли [Текст]/ Н.К Казеннова, А.А. Сердечкина // Международная научно-практической конференции «Реформа технического регулирования в АПК». Научные труды 12 международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности».- Частное издательство ООО «Газета Авось-ка», 2006 г. С 193-194.

20. Шнейдер Т.И. Нормативная документация макаронной отрасли [Текст]/ Т.И.Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В.Шнейдер, А.Ю.Грошев, А.А.Сердечника, И.В. Казеннов // Хлебопечение России 2006 №2. с 20-21.

21. Грошев А.Ю. Изменение содержания цвета в макаронных изделиях с добавками в процессе хранения. [Текст]/Грошев А.Ю., Н.К Казеннова// Живые системы и биологическая безопасность населения. Материалы V Международной научной конференции студентов и молодых ученых..М: МГУПБ, 2006. С. 19.

22. Казеннова Н.К. «Применение комплексных пищевых добавок - улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменного теста» [Текст]/Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // Материалы второй международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов - современное состояние и перспективы развития»/ Международная промышленная академия, 28-30 мая 2007 г. М.: Пищепромиздат 2007 г. С 101-103.

23. Казеннова Н.К. Применение комплексных пищевых добавок - улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменного теста [Текст]/ Н.К Казеннова, Т.И. Шнейдер // Сборник докладов Конференция - конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, Москва 2007 г. С. 35-37.

24. Сердечкина А.А. «Методология расчетного определения химического состава макаронных изделий» [Текст]/А.А. Сердечкина, Н.К. Казеннова // Сборник докладов Конференция - конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, Москва 2007 г. С 115-118.

25. Казеннова Н.К. Применение комплексных пищевых добавок - улучшителей муки при производстве макаронных изделий и пельменного теста [Текст] / Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер // материалы второй международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов: современное состояние и перспективы развития».- М.:Пищепромиздат, 2007.- С 101-102.

26. Казеннова Н.К. Влияние гранулометрического состава муки на реологические свойства макаронного теста [Текст]/ Казеннова Н.К. /Тенденции и перспективы развития инновационных и информационных технологий перерабатывающей промышленности. 11-я Международная научная конференция памяти В.М. Горбатова/ Российская академия сельскохозяйственных наук. ГНУ ВНИИМП. 2008. 2-3 декабря. С. 56-58.

27. Казеннова Н.К. Стабилизация качества макаронных изделий из муки с низкими качественными показателями [Текст]/Казеннова Н.К. // Материалы первого международного хлебопекарного форума в рамках 14-й международной выставки «Современной хлебопечение - 2008»/Международная промышленная академия - Экспоцентр на красной Пресне. 2008. 13-15 октября. С 195-201.

28. Казеннова Н. К. Регулирование технологических свойств макаронного теста из муки с неоднородным гранулометрическим составом.[Текст]// Управление реологическими свойствами пищевых продуктов. Сборник материалов первой научно-практической конференции и выставки с международным участием. М.: МГУПП, 2008. С 207-211.

29. Казеннова Н.К. Стабилизация качества макаронных изделий из муки с низкими качественными показателями [Текст]// Материалы первого международного хлебопекарного форума в рамках 14-й международной выставки «Современное хлебопечение 2008»/ Международная промышленная академия - Экспоцентр на красной Пресне Москва,13-14 октября 2008 г. С195-201.

30. Казеннова Н. К. Регулирование технологических свойств и качества продуктов из пшеничного теста [Текст]/Н.К. Казеннова // 111 Международный технологический форум Инновационные технологии и оборудование пищевой промышленности. М.: Экспоцентр, в рамках выставки Агропродмаш, 2008. С 71-72.

31. Казеннова Н.К.. Национальные стандарты макаронной отрасли [Текст]/ Н.К Казеннова, Д.В. Шнейдер //Стандарты и качество, 2007 №6. С 48-49.

32. Казеннова Н.К. Критерии качества макаронных изделий и технологические методы их регулирования [Текст]/ Н.К. Казеннова // Материалы второго международного хлебопекарного форума / Международная промышленная академия - Москва. 2009 - 22-24 июня - С 108-111.

33. Казеннова Н.К. Влияние технологических параметров производства на изменение кислотности и кислотного числа жира макаронных изделий [Текст] /Н.К. Казеннова, О.Н. Панькова// Хлебопечение России, 2009. №4. С 20-21.

34. Казеннова Н.К Влияние температуры сушки на сохранность коротинойдных пигментов [Текст]// Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, О.Н. Панькова // Материалы третьей международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов 21 века»/Международная промышленная академия - Москва. 2009 - 25-27 мая. С 107.

35. Казеннова Н.К. Использование пищевых добавок при производстве макаронных изделий [Текст]//Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер// Материалы третьей международной конференции «Индустрия пищевых ингредиентов 21 века»/Международная промышленная академия - Москва. 2009 - 25-27 мая. С 150.

36. Kazennova N.K. Flour Granulation and the Quality of Macaroni Products [Text]/N.K. Kazennova, I.V.Moiseev // AACC international Annual Meeting - Baltimore, Maryland - 2009 -september 13-16. PA49/.

37. Шнейдер Д.В. Изменения содержания в-каротина в макаронных изделиях при различных температурах сушки и при применении порошков тыквы [Текст]// Д.В. Шнейдер, Н.К. Казеннова, В.В. Ломачинский, В.П. Филиппович //Сборник материалов всероссийской научно- практической конференции «Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов». Углич.- 2009 - С249-247.

38. Шнейдер Т.И. Методы идентификации макаронных изделий [Текст]/Т.И. Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, И.В. Казеннов // Методы оценки соответствия, 2009.

Изобретения

39. Пат. 2259788 Российская федерация, МПК⁷ A 23 L 1/162. Способ производства макаронных изделий быстрого приготовления [Текст]/Косован А.П., Шнейдер Т.И., Казеннова Н.К., Шнейдер Д.В. ; заявитель и патентообладатель ГосНИИХП ГУП, ООО «Макарон-Сервис». №2002110319/13 заявл. 19.04.2002; опубл. 10.09.2005, Бюл. №25. 8 с.

40. Пат. 2221430 Российская федерация, МПК⁷ A 21 D 13/08, A23 L 1/16. Способ производства полуфабриката пищевого продукта типа крекера [Текст]/ Шнейдер Т.И., Калинина М.А., Глазунов А.А., Казеннова Н.К., заявитель и патентообладатель ГосНИИХП ГУП, ООО «Макарон-Сервис». №2001125729/13 заявл. 21.09.2001; опубл. 20.01.2004, Бюл. №2. 70 с.

41. Пат. 2223664 Российская федерация, МПК⁷ A 23 L 1/16, A 21 D 2/00. Корректирующая добавка для производства макаронных изделий и пельменного теста и способ производства макаронных изделий[Текст]/Косован А.П., Шнейдер Т.И., Калинина М.А., Казеннова Н.К., заявитель и патентообладатель ГосНИИХП ГУП, ООО «Макарон-Сервис». №2001122285/13 заявл. 09.08.2001; опубл. 20.02.2004, Бюл. №5. 18 с.

42. Заявка 2009131583 (от 21.08.2009) Российская федерация, Способ производства макаронных изделий из муки с неоднородным гранулометрическим составом [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, И.В. Казеннов.

43. Заявка 2009131584 (от 21.08.2009) Российская федерация, Способ производства макаронных изделий из муки повышенным содержанием редуцирующих сахаров [Текст]/ Т.И. Шнейдер, Н.К. Казеннова, Д.В. Шнейдер, И.В. Казеннов.

Список сокращений

(Н1-Н2) упругость сваренных макаронных изделий;

(Н1) пластичность сваренных макаронных изделий;

(КУ) коэффициенту упругости сваренных макаронных изделий;

(СВ) сухое вещество, перешедшее в варочную воду;

(ВПС) водопоглотительная способность макаронных изделий;

(СВП) сухое вещество, перешедшее в варочную воду после переварки;

(К) кислотность макаронных изделий;

(Ж) содержание желтого составного компонента цвета;

(Б) содержание белого составного компонента цвета;

(Кр) содержание красного составного компонента цвета;

(Ч) содержание черного составного компонента цвета.

Размещено на Allbest.ru

...