1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет харчових технологій

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Удосконалення технології хлібобулочних виробів з продуктами із сої

05.18.01 - Технологія хлібопекарських продуктів та харчових концентратів

Махинько Валерій Миколайович

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті харчових технологій Міністерства освіти і науки України. біологічний антиаліментарний соя

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Арсеньєва Лариса Юріївна Національний університет харчових технологій, кафедра технології хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратів, доцент

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Сирохман Іван Васильович Львівська комерційна академія, завідувач кафедри товарознавства продовольчих товарів

кандидат технічних наук, доцент Лебеденко Тетяна Євгеніївна Одеська національна академія харчових технологій, кафедра технології хліба, кондитерських виробів і громадського харчування, доцент

Провідна установа: Інститут харчової хімії та технології НАН України (м. Київ)

Захист відбудеться “ 22 ” червня 2006 р. об 1100 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.04 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 68, аудиторія А-311.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 68.

Автореферат розісланий “ 19 ” травня 2006 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради, к.т.н. С.І. Воронцова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Розвиток харчової промисловості, розробка нових технологій та створення нових продуктів харчування дають змогу вже зараз задовольнити потребу у їжі населення світу. Однак кількісне зростання не завжди супроводжується поліпшенням якості харчування. Використання рафінованих продуктів високого ступеня очищення викликає перенасичення продуктів харчування вуглеводами, у той час як кількість білка виявляється недостатньою. Цей дисбаланс ослаблює організм людини, роблячи його вразливішим до дії шкідливих факторів довкілля. Особливо гостро постає питання недостатньої кількості у харчуванні білка. Природнім джерелом білка є тваринні і рослинні продукти. Чільне місце серед останніх займають зернобобові, зокрема, соя. Збагачення продуктами переробки сої (ППС) основних продуктів харчування, до яких у першу чергу належать хлібобулочні вироби, здатне підвищити загальну кількість білка у раціоні харчування до необхідного рівня.

Крім високого вмісту білка, комплементарного за амінокислотним складом до білків хліба (особливо з пшеничного борошна), соєві продукти містять також велику кількість ненасичених жирних кислот, вітамінів та інших біологічно активних речовин. Проте значні дозування ППС негативно впливають на реологічні властивості тіста та якість готових виробів. Окрім того, соєві продукти містять певну частку антипоживних речовин, і з підвищенням дозування ППС у хліб їх вміст викликатиме більшу небезпеку. Це зумовлює потребу у нових ППС зі зниженим вмістом антипоживних складових, передусім інгібіторів травних ферментів людини, та необхідність розробки технології хлібобулочних виробів з цими продуктами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилися відповідно до тематики науково-дослідних робіт НУХТ у рамках наукового напряму “Створення нових ресурсозберігаючих, екологічно чистих, безвідходних і маловідходних технологій харчових продуктів підвищеної біологічної цінності профілактично-лікувального, дієтичного та дитячого харчування з використанням нетрадиційної сировини на основі використання фізичних методів аналізу” згідно замовлення Міністерства освіти і науки України (№ 0101U000723) “Розробка технології хлібобулочних виробів і харчоконцентратів оздоровчої дії”.

Автор особисто брав участь у експериментальних дослідженнях та обробці результатів, розробленні нового виду хлібобулочних виробів з ППС та створенні відповідної нормативної документації.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було удосконалення технології хлібобулочних виробів з продуктами переробки сої для підвищення їх якості, біологічної цінності та засвоюваності.

Відповідно до мети дослідження поставлено такі завдання дослідження:

системно вивчити способи підготовки зерна сої для її подальшої переробки з точки зору мінімізації вмісту антипоживних речовин та розробити продукт з найменшим вмістом антиаліментарних складових;

провести порівняльний аналіз технологічних властивостей відомих та нових ППС і визначити вплив підвищених дозувань ППС на показники якості тіста і хліба;

дослідити фракційний склад білкових речовин різних ППС та їх вплив на фракційний склад білка тіста і хліба;

визначити вплив ППС на біохімічні та мікробіологічні процеси в тісті, а також на його структурно-механічні властивості;

розробити поліпшувач якості хлібобулочних виробів з підвищеним вмістом ППС;

дослідити вміст інгібіторів травних ферментів людини у різних ППС та їх вплив на засвоюваність готових виробів;

визначити біологічну цінність хліба з ППС;

розробити нормативну документацію на поліпшувач якості хліба з підвищеним вмістом ППС та на соєвий продукт з низьким вмістом антипоживних речовин.

Об'єкт дослідження - технологія хлібобулочних виробів з ППС.

Предмет дослідження - хлібобулочні вироби з ППС.

Методи дослідження - Визначення основних показників якості сировини, напівфабрикатів та готових виробів проводили згідно загальноприйнятих і спеціальних методик. Математичну обробку експериментальних даних здійснювали за допомогою методів експериментально-статистичного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше запропоновано використання борошна з солоду сої та білкового концентрату солоду сої як біологічно цінних білкових добавок до хлібобулочних виробів.

Показано, що внесення з новими продуктами переробки сої високоактивних амілолітичних і протеолітичних ферментів призводить до значного накопичення в процесі бродіння водорозчинної фракції білка та редукуючий цукрів і дає змогу скоротити тривалість технологічного процесу на 30 хв. за рахунок інтенсифікації газоутворення.

Підтверджено зниження вмісту і активності інгібіторів трипсину та химотрипсину в процесі послідовного пророщування та екструдування насіння сої.

Вперше показано, що сумісний вплив пророщування і екструдування сої сприяє значному підвищенню засвоюваності хліба з продуктами переробки сої.

З використанням методів експериментально-статистичного моделювання вперше розроблено склад комплексного поліпшувача якості пшеничного хліба з підвищеними кількостями продуктів переробки сої.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано технологію пшеничного хліба з новими продуктами переробки сої, що характеризуються низьким вмістом та активністю антипоживних речовин (борошно з солоду сої та білковий концентрат солоду сої).

Розроблено комплексний поліпшувач якості хліба з підвищеними дозуваннями продуктів із сої, що дозволяє розширити асортимент високоякісних хлібобулочних виробів підвищеної харчової цінності.

Розроблено та затверджено пакет документації на булочку здобну соєву і на комплексний поліпшувач якості для виробів з підвищеним вмістом ППС.

Розроблено проект нормативної документації на новий вид продукту переробки сої з низьким вмістом антипоживних речовин.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведено дослідження з визначення оптимального дозування ППС при різних способах тістоприготування і впливу соєвих продуктів на основні процеси у тісті та якість хліба. Самостійно вивчено вплив різних поліпшувачів на якість виробів зі значним вмістом ППС, підібрано склад комплексного поліпшувача якості, розроблено нормативну документацію.

Аналіз та узагальнення результатів досліджень проведено спільно з науковим керівником к.т.н., доц. Арсеньєвою Л. Ю.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи були представлені на 67-й науковій конференції студентів, аспірантів і молодих вчених (м. Київ, 2001 р.), 7-й Міжнародній науково-технічній конференції “Пріоритетні напрями впровадження в харчову промисловість сучасних технологій, обладнання і нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення” (м. Київ, 2001 р.), 3-й Міжнародній науково-практичній конференції “Хлібопродукти-2000” (м. Одеса, 2001 р.), 69-й Міжнародній науковій конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Розроблення, дослідження і створення продуктів функціонального харчування, обладнання та нових технологій для харчової промисловості” (м. Київ, 2003 р.), 70-й Міжнародній науковій конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді - вирішенню проблеми харчування людства у ХХІ столітті” (м. Київ, 2004 р.).

Публікації. Основні результати досліджень опубліковано у 15 наукових працях, в тому числі 6 - у фахових виданнях, перелік яких затверджено ВАК України, 2 - в інших виданнях, 6 - матеріалах і тезах доповідей на наукових конференціях, 1 - деклараційному патенті України на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, висновків, списку бібліографічних джерел (158 найменувань) та 7 додатків. Роботу викладено на 105 сторінках машинописного тексту, вона містить 18 рисунків та 36 таблиць.

основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено мету та задачі досліджень, охарактеризовано наукову новизну та практичне значення роботи.

У першому розділі “Літературний огляд” проведено аналітичний огляд літератури за темою дисертації, проаналізовано способи підвищення харчової та біологічної цінності хлібобулочних виробів, перспективність використання з цією метою продуктів переробки сої, наведено хімічний склад останніх. Огляд літератури показав, що значні дозування продуктів із сої негативно впливають на реологічні властивості тіста та якість готових виробів. Також виявлено, що соєві продукти містять певну частку антипоживних речовин і підвищення дозування продуктів переробки сої призводить до зниження засвоюваності збагачених виробів. Проаналізовано основні способи підготовки зерна сої до подальшого використання та його технологічної обробки з метою зниження вмісту антиаліментарних складових, що дасть змогу підвищити біологічну цінність і покращити засвоюваність хлібобулочних виробів, збагачених ППС.

У другому розділі “Об'єкти і методи дослідження” наведено стислу характеристику об'єктів і методів досліджень якості сировини, напівфабрикатів і готових виробів. Під час проведення лабораторних досліджень і виробничих випробувань використовували пшеничне борошно першого сорту, а також різні продукти переробки сої: соєве борошно, що отримало назву “Білковий соєвий концентрат” (БСК), виробництва НВАТ “Агропрод” (Чабани); борошно соєве (БС) із цілозмеленого зерна сої; борошно з солоду сої (БСС), що вироблялося за технологією, розробленою у НДЛ кафедри біотехнології продуктів бродіння, екстрактів і напоїв НУХТ; а також розроблений нами білковий концентрат солоду сої (БКСС), виготовлений екструдуванням солоду сої за технологією виготовлення БСК. Якість сировини аналізували згідно загальноприйнятих методик, ГОСТів та ДСТУ. Якість напівфабрикатів досліджували за традиційними та спеціальними методиками. Пружно-еластичні властивості тіста оцінювали за допомогою валориграфа фірми Brabender. В'язко-пластичні властивості тіста визначали на ротаційному віcкозиметрі “Реотест-2”. Дослідження форм зв'язку вологи в м'якушці хліба проводили методом диференційно-термогравіметричного аналізу визначення міцнозв'язаної вологи на приладі Дериватограф Q-1000. Для оптимізації складу комплексного поліпшувача якості виробів з підвищеними дозуваннями продуктів переробки сої використовували методи експериментально-статистичного моделювання, а саме застосовували Д-оптимальні плани другого порядку з взаємозалежними змінними. Статистичне оброблення результатів досліджень, побудову графіків і діаграм виконували з використанням спеціального програмного забезпечення та MS Office Excel.

У третьому розділі “Вплив продуктів із сої на біохімічні та мікробіологічні процеси при приготуванні хліба” проведено дослідження впливу внесення продуктів переробки сої на фракційний склад білкових речовин тіста та накопичення у ньому вільних амінокислот, властивості крохмалю борошняної суспензії та активність амілолітичних ферментів у тісті, динаміку цукрів у тісті і хлібі, зміну активної і титрованої кислотності, підйомну силу дріжджів і динаміку газоутворення. Зважаючи на літературні дані та проведені розрахунки хімічного складу, виявили недоцільність, з точки зору підвищення харчової та біологічної цінності, внесення у хлібобулочні вироби менше 10 % ППС. Тому наступні досліди проводили саме з таким дозуванням.

Таблиця 1 Вміст окремих фракцій азотовмісних сполук у тісті з добавками продуктів переробки сої

Внесення в тісто ППС змінює фракційний склад білків тіста як за рахунок внесення власних білкових речовин, так і впливаючи на процес протеолізу в тісті. Це можна пояснити високою активністю протеолітичних ферментів добавок, особливо солоду сої, що у 2-4 рази перевищує активність протеаз інших ППС (рис. 1). Висока активність протеолітичних ізоферментів добавок обумовлює більш інтенсивну пептизацію білків клейковини. Вміст даної фракції в зразках з продуктами переробки сої менший, порівняно з контролем, на 5-13 %. Отримані дані дають можливість пропонувати скорочення загального часу тістоприготування при використанні добавок для попередження надлишкової пептизації клейковинних білків.

Підвищення на 3-15 % вмісту фракції водорозчинних білкових речовин у тісті з добавками, у тому числі і вільних амінокислот, слугує додатковим джерелом азотистого харчування для дріжджів, що сприяє загальній інтенсифікації технологічного процесу. Збільшення вмісту “проміжної” фракції білкових речовин у тісті з БСК сприяє підвищенню його в'язкості, що стабілізує структуру тіста, а отже, попереджує розпливання тістової заготовки.

Досліджували також активність амілолітичних ферментів борошна - б- та в-амілаз. Отримані дані свідчать, що активність б-амілази (рис. 2) в досліджуваних продуктах в 2-4 рази більша, порівняно з її активністю в пшеничному борошні. При цьому б-амілаза в борошні з солоду сої в 1,6 рази активніша за амілазу борошна з цілозмеленого зерна. Очевидно, що в процесі солодорощення активність її зростає.

Показником, що характеризує активність переважно в-амілази, є цукроутворювальна здатність. Її визначення в зразках пшеничного борошна та сумішах з 10 % досліджуваних продуктів показали (табл. 2), що найменша кількість мальтози накопичувалась в зразку з БСК (у 1,7 разів менше порівняно з контролем). У зразку з соєвим борошном спостерігалось більш інтенсивне накопичення мальтози, але кількість її також була меншою порівняно з контрольним зразком. Найбільш інтенсивне накопичення цукру спостерігалось в суміші з соєвим солодом (на 29 % вище контролю). Це свідчить про те, що в-амілаза в сої порівняно неактивна, але в процесі пророщування зерна активність цього ферменту сої зростає.

Таблиця 2 Цукроутворювальна здатність пшеничного борошна І с та його сумішей з продуктами переробки сої, мг мальтози/10 г борошна

Таблиця 3 Вплив досліджуваних продуктів на інтенсивність накопичення та асиміляції цукрів в тісті

Таблиця 6 Вміст вільної та зв'язаної вологи у м'якушці хліба

При оцінці споживчих властивостей добавок для хлібобулочних виробів з точки зору їх біологічної цінності важливим є не лише загальний вміст білка, а й ступінь засвоюваності його організмом людини. Соя містить у складі білкового комплексу компоненти, які мають антипоживні властивості. Серед них особливе місце займають інгібітори ферментів шлунково-кишкового тракту: трипсину та химотрипсину.

Ці дані корелюють з результатами дослідження засвоюваності хліба з додаванням 15 % продуктів переробки сої in vitro. Отримані результати у поєднанні з наявними у літературі даними дали змогу зробити висновок про позитивний сумісний вплив обох факторів на підвищення засвоюваності продуктів із сої за рахунок зменшення активності інгібуючих речовин.

Таблиця 7 Активність інгібірування трипсину (ТІА) та химотрипсину (ХІА) і „уреазний тест” продуктів переробки насіння бобових

Висновки

У результаті досліджень проведено порівняльний аналіз технологічних властивостей відомих продуктів переробки сої (борошна з цілозмеленого зерна сої), та нових: борошна з солоду сої, білкового соєвого концентрату та білкового концентрату з солоду сої; визначено їх вплив на біохімічні та мікробіологічні процеси в тісті, а також на фракційний склад білкових речовин тіста та його структурно-механічні властивості. Показано, що використання досліджуваних продуктів сприяє підвищенню біологічної цінності хлібобулочних виробів. Запропоновано новий продукт із пророслого і екструдованого зерна сої, який має низький вміст антипоживних речовин та високу засвоюваність, а також комплексний поліпшувач якості для виробів зі значними дозуваннями продуктів переробки сої.