Перспективным направлением расширения ассортимента хлебобулочных изделий является производство хлеба из целого зерна пшеницы, в котором рационально используются все питательные вещества, заложенные в зерно природой. Зерновой хлеб является важнейшим источником пищевых волокон, витаминов, микроэлементов, аминокислот. По пищевой и биологической ценности этот хлеб превосходит все традиционные сорта хлеба, особенно выпеченные из муки высших сортов. Наибольшую ценность представляет хлеб из проросшего зерна пшеницы, так как при прорастании зерна трудно усвояемые соединения переходят в более простые, образуется дополнительное количество витаминов, аминокислот, минеральных веществ, легкоусвояемые углеводы. Употребление хлеба из проросшего зерна пшеницы рекомендуется для профилактики заболеваний сердечнососудистой системы, атеросклероза, желудочно-кишечного тракта. Употребление такого хлеба благоприятно сказывается на жизненном тонусе людей, ведущих активный образ жизни.
Диетологи рекомендуют проросшие зерна злаков и их экстракты для диетического и лечебного питания, поскольку они обладают бактерицидными свойствами, высокой биологической активностью, способствуют улучшению пищеварения, эвакуаторной функции кишечника, оптимизируют обмен веществ, стабилизируют нервную систему, стимулируют рост, повышают физическую работоспособность. В свежих ростках пшеницы заключена огромная энергия ферментов, стимулирующая кровообращение и омоложение организма на клеточном уровне.
Проросшие зерна пшеницы – один из наилучших видов пищи. Они являются отличным источником быстро высвобождающейся энергии, но также содержат клетчатку, которая, предотвращая зашлакованность организма, облегчает прохождение пищи.
Большое внимание в настоящее время уделяется выработке хлеба из проросшего зерна пшеницы. Он готовится при замене муки на диспергированное проросшее зерно пшеницы. Хлеб из проросшего зерна содержит на 16 % больше белка, в 2 раза больше витаминов группы В, на 65 % больше витамина Е, в 4 раза выше содержание пищевых волокон, чем в хлебе из сортовой муки.
Целебная сила хлеба из целого и проросшего зерна достигается: сохранением в хлебе периферийных слоёв зерна – семенной оболочки и алейронового слоя, богатых биологически активными веществами (полноценными белками, жиром, минеральными веществами,
пищевыми волокнами), удаляемых при сортовых помолах; исключение из подготовки зерна на пути к замешиванию теста интенсивных механических воздействий при размоле на мельзаводах, и замена этого негативного технологического этапа диспергированием на специально созданной машине, которое обеспечивает нерушимость природной целостности – морфологии, анатомии и структуры зерна; сохранение зародыша неповреждённым со всеми ценными биологически активными веществами и увеличением их концентрации в результате его прорастания.
Рост производства и расширение ассортимента зернового хлеба свидетельствует о перспективности развития этого направления. Главная особенность технологии хлеба из проросшего зерна пшеницы, в отличие от традиционных способов приготовления, заключается в подготовке зерна, являющейся наиболее продолжительным этапом. Активация ферментативного комплекса при проращивании является причиной получения изделий низкого качества по физико-химическим показателям. Поэтому большое значение в технологии зерновых хлебобулочных изделий имеет сокращение предварительной подготовки и улучшение качества хлеба.
По литературным данным, излучение импульсного квантового излучателя на светодиодах, включающего набор из 100 светодиодов, типа КИПД 40ж20-ж пб в импульсном режиме с частотой повторения импульсов 3 кГц при длительности импульса 0,25 мкс, и продолжительности воздействия от 30 до 240 с при воздействии на хлебопекарные дрожжи приводит к ускорению процесса хлебопечения и улучшению качества хлеба. Имеются данные об ускорении процесса проращивания зернобобовых культур под действием светодиодного облучения.
С целью сокращения процесса прорастания зерна пшеницы, при комнатной температуре, изучали возможность применения светодиодного облучения.
Влияние светодиодного облучения на процесс прорастания зерна пшеницы проводили следующим образом: экспериментальные образцы сухого зерна подвергали предварительному облучению и затем замачивали в воде и проращивали, а контрольная группа – облучению не подвергалась. Замачивание проводили при температуре 20оС, зерно проращивали до получения проростков длинной 1 мм. Эффективность воздействия определялась путем сравнения средней продол-жительности прорастания зерна экспериментальных образцов с контрольными. Воздействие проводили импульсным излучателем с зелеными (длина волны 530 нм), желтыми (длина волны 400 нм) и красными светодиодами (длина волны 680 нм) с продолжительностью воздействия 30, 60 и 120 с.
Результаты исследования представлены в таблице 9.1 и на рисунке 9.1.
Таблица 9.1
Влияние продолжительности светодиодного воздействия
на время прорастания зерна пшеницы 
Из полученных данных видно, что оптимальная продолжительность воздействия светодиодного облучения на зерно пшеницы составляет 60 с. Сокращение процесса проращивания зерна пшеницы после облучения связано с ускорением поглощения влаги зерновкой (рисунок 9.1).
Рис. 9.1. Изменение влажности зерна в процессе замачивания, с предварительным облучением
с продолжительностью светодиод-ного воздействия 60 сек
При замачивании зерна в течение 24 часов конечная влажность образцов с использованием желтых светодиодов выше на 2 %, а при использовании зеленых и красных светодиодов выше на 1 %, чем в контрольном варианте.
При использовании желтых светодиодов зерно набирает влажность 46 % за 18 часов, при использовании красных светодиодов – за 20 часов, а при использовании зеленых светодиодов – за 22 часа, при этом длина ростков пшеницы составляет 1 мм, а контрольный образец достигает этого только за 24 часа.
Вероятно, в результате воздействия на зерно электромагнитного компонента светодиодного облучения происходит повышение интенсивности метаболических процессов клеток зерна. Активируются протеолитические, целлюлолити-ческие и амилолитические ферменты зерна. Собственные целлюлолитические ферменты зерна частично гидролизуют целлюлозу и гемицеллюлозу семенных и плодовых оболочек зерна, что ускоряет процесс прорастания. По-видимому, под действием светодиодного облучения, происходит индуцирование внутреннего фотоэффекта, в результате которого увеличивается количество свободных носителей зарядов с перераспределением электрических потенциалов на клеточных мембранах, благодаря этому происходит активизация транспортных и других физико-химических процессов в растительных клетках.
Данные математически обработаны по методу наименьших квадратов, получены регрессионные уравнения. Результаты представлены на рисунке 9.2.
Рис. 9.2. Изменение влажности зерна в процессе замачивания с предварительным облучением
с продолжительностью светодиод- ного воздействия 60 сек
Данные уравнения учитывают влияние цвета светодиодов на скорость поглощения влаги зерном пшеницы при замачивании и адекватны при уровне значимости 99 %.
Таким образом, проведённые исследования показали, что применение светодиодного облучения зерна перед замачиванием, с жёлтыми светодиодами в течение 60 с в импульсном режиме с частотой повторения импульсов 3 кГц при длительности импульса 0,25 мкс и дальнейшем проращивании зерна при комнатной температуре (20°С) воды, при соотношении зерна и воды 1:1, позволяет сократить продолжительность проращивания до 18 часов. Использование красных и зеленых светодиодов не целесообразно. Поучены регрессионные уравнения, учитывающие влияние цвета светодиодов на скорость поглощения влаги зерном пшеницы при замачивании.
При производстве зернового хлеба из проросшего зерна необходимо учитывать отрицательное действие α-амилазы, в результате чего можно получить хлеб с липким и заминаемым мякишем. Для снижения ферментативной активности и получения зернового хлеба высокого качества необходимо инактивировать α- амилазу путём повышения кислотности теста. Для этого используют различные закваски. При разработке технологии хлеба из проросшего зерна пшеницы наиболее перспективным направлением является замена половины рецептурного количества дрожжей закваской.
Определяли оптимальные дозировки густой зерновой закваски. Для этого проводили лабораторные выпечки хлеба с использованием 20 %, 30 %, 40 % и 50 % густой зерновой закваски. Закваску готовили из активированного лактобактерина для густых хлебных заквасок на муке из цельносмолотого проросшего зерна пшеницы, путём внесения муки с питательной смесью. В производственном цикле 3/4 закваски использовали на замес теста, а в оставшуюся часть вносили питательную смесь, состоящую из 3/5 частей муки, 2/5 частей воды и 1 % дрожжей от общей массы питательной смеси. Рецептура и режимы приготовления закваски представлены в таблице 9.2.
Таблица 9.2
Рецептура и режимы приготовления густой закваски на муке
из целого проросшего зерна пшеницы 
Зерно пшеницы подвергали предварительному облучению жёлтыми светодиодами в течение 60 с в импульсном режиме с частотой повторения импульсов 3 кГц при длительности импульса 0,25 мкс и далее проращивали при комнатной температуре (20 0С) воды при соотношении зерна и воды 1:1 до появления ростков 1 мм. По истечении времени проращивания зерно измельчали на диспергаторе и в полученную зерновую массу вводили дрожжи прессованные в виде суспензии, густую зерновую закваску и соль поваренную.
Замес теста осуществляли в течение 15 минут. Брожение теста осуществляли в течение 2,0-2,5 ч, температура теста 32-33 °С, конечная кислотность 9-10 град.
Готовое тесто разделывали на куски массой 350 г, тестовые заготовки укладывали в формы и направляли на расстойку. Продолжительность расстойки 35 мин при температуре 35 °С и относительной влажности воздуха 75-80 %. В таблице 9.3 представлена рецептура и режимы приготовления зернового хлеба на густой зерновой закваске.
Таблица 9.3
Рецептура и режимы приготовления теста на густой закваске
из пророщенного диспергированного зерна пшеницы
Выпечку хлеба осуществляли в течение 30-35 мин при температуре 200-220 °С. Через четыре часа после выпечки осуществляли анализ хлеба по органолептическим и физико-химическим показателям.
Для определения влияния дозировки густой зерновой закваски и вносимых добавок на газообразующую способность теста использовали прибор Яго-Островского. Тесто готовили безопарным способом с использованием густой зерновой закваски.
В связи с низкими физико-химическими показателями качества хлеба из проросшего зерна пшеницы по ТУ 9114-021-03556695-95, за контроль взяли хлеб зерновой по ГОСТ 25832-89.
Анализируемые образцы теста готовились по рецептуре приведенной в таблице 9.3, а контрольный образец готовили по ГОСТ 25832-89.
Объем выделения диоксида углерода (CО2) в процессе брожения, изображен на рисунке 9.3.
Рис. 9.3. Влияние дозировки густой зерновой закваски и другого дополнительного сырья
на интенсивность газообразования в тесте
Анализ экспериментальных данных позволяет сделать вывод о том, что приготовление теста с различной дозировкой густой зерновой закваски оказывает влияние на изменение газообразующей способности теста следующим образом: при внесении 20 % закваски количество выделившегося за 5 часов брожения диоксида углерода увеличилось на 54 %, при внесении 30 % закваски – на 63 %, при внесении 40 % закваски – на 70 %, при внесении 50 % закваски на – 76 % по сравнению с контролем. Наибольшее значение показателя газообразующей способности наблюдается в варианте с 50 % густой зерновой закваски, по предложенному способу приготовления хлеба.
Определение предельного напряжения сдвига в образцах производили на пенетрометре АП-4/2 (по сопротивлению действию касательной составляющей силы под углом 45) по методике, предлагаемой к прибору.
Адгезионные свойства теста определяли также на приборе «Структурометр СТ-1М».
Полученные данные свидетельствует о том, что снижение показателя предельного напряжения сдвига и увеличение адгезии у опытных образцов по сравнению с контрольным. При дозировке густой зерновой закваски 20 % предельное напряжение сдвига снизилось на 19 %, адгезия увеличилась на 29 %, для образца с дозировкой закваски 30 % – на 11 % и 17 %, для образца с 40 % закваски на – 3 % и 4 % соответственно, по сравнению с контролем, а для образца с 50 % закваски эти показатели одинаковы с контролем.
Повышение дозировки закваски до 40-50 % положительно сказывается на реологических свойствах теста и показатели изменения предельного напряжения сдвига и адгезионных свойств близки к значениям контрольного образца. Вероятно, с увеличением дозировки закваски в тесто вносится большее количество муки из целого проросшего зерна пшеницы, которая содержится в закваске, в результате чего образуется более прочный клейковинный каркас, что благоприятно сказывается на реологических свойствах теста.
Исследовали влияние разработанной технологии, включающей предварительное облучение жёлтыми светодиодами в течение 60 с в импульсном режиме с частотой повторения импульсов 3 кГц при длительности импульса 0,25 мкс, стадию проращивания зерна пшеницы, а также использование различных дозировок густой зерновой закваски при приготовлении теста, на изменение влажности и кислотности теста в процессе тестоприготовления. Влажность и кислотность теста определяли сразу после его замеса, и после брожения. Результаты представлены в таблице 9.4.
Таблица 9.4
Влияние дозировки густой зерновой закваски
на изменение физико-химических показателей теста 
Из полученных данных видно, что увеличение дозировки густой зерновой закваски с 20 % до 50 % привело к повышению кислотности. Максимальной кислотностью обладает образец с дозировкой закваски 50 %, кислотность которого составляет 8,7±0,3 град. Достижение такой кислотности необходимо для иннактивации α-амилазы, которая проявляет свою активность при прорастании зерна.
В результате проведенных исследований нами было установлено, что приготовление теста по разработанной технологии с использованием проросшего зерна пшеницы способствует интенсификации газообразования, незначительному снижению структурно-механических и улучшению физико-химических свойств теста.
Результаты оценки органолептических показателей качества хлеба зернового пшеничного, приготовленного на густой зерновой закваске, представлены в таблице 9.5.
Таблица 9.5
Результаты бальной оценки органолептических показателей качества
изделий хлебобулочных зерновых пшеничных
(В баллах)
Сравнительная оценка образцов зернового пшеничного хлеба показала, что все они имели правильную форму, без боковых выплывов, с выпуклой слегка бугристой шероховатой верхней поверхностью, без крупных трещин и подрывов. На хлебобулочных изделиях, приготовленных на густой зерновой закваске, наблюдалась мучнистость поверхности. Достаточно равномерно окрашенная корка имела цвет от светло-коричневого (контроль) до коричневого, без подгорелости. Мякиш был пропечённый, сухой на ощупь, без комочков и следов непромеса. Поры в исследуемых образцах были равномерно развитыми, однородной величины и толщины, без пустот. Поры в контроле были иногда недоразвитыми, разной величины и толщины, порой с пустотами. Запах и вкус были свойственны зерновому хлебу, ощущался аромат и вкус цедры апельсина. Образец хлеба с 50 % густой зерновой закваски имел выраженный кислый вкус.
Анализ результатов бальной оценки показал, что хлеб, полученный с использованием разработанной технологии, обладает улучшенными органолептическими свойствами.
Применение густой зерновой закваски способствует получению изделия с более интенсивной окраской корки и мякиша, с достаточной пористостью и эластичностью, что улучшает его внешний вид и разжевываемостъ. Внесение густой зерновой закваски в количестве 40 % от массы зерна пшеницы при замесе теста способствует получению хлеба большего объема с лучшей пористостью и хорошей эластичностью мякиша.
Качество выпеченного хлеба определяли по следующим физико-химическим показателям: удельному объёму, влажности мякиша, его кислотности, пористости. Влияние разработанной технологии, с различной дозировкой густой зерновой закваски, на физико-химические показатели качества хлеба представлены в таблице 9.6.
Анализ полученных данных показывает, что хлеб из проросшего зерна пшеницы, приготовленный по разработанной технологии обладает значительно лучшими качественными характеристиками, по сравнению с контролем.
При внесении 20 % закваски происходит увеличение пористости и удельного объёма хлеба на 8 % и 2 % соответственно, при внесении 30 % закваски пористость и удельный объём хлеба увеличивается на 12 % и 8 %, а при внесении 50 % закваски на 13 % и 10 % соответственно, по сравнению с контрольным образцом. Внесение 40 % закваски дало самые лучшие результаты, увеличение пористости и удельного объёма составило 15 % и 11 % соответственно по сравнению с контролем.
Таблица 9.6
Влияние дозировки густой зерновой закваски
на изменение физико-химических показателей хлеба
Вероятно, при внесении 50 % закваски в процессе расстойки тестовой заготовки происходит интенсивное накопление кислотности, что отрицательно сказывается на клейковинном каркасе теста и качестве хлеба. Следовательно, оптимальная концентрация густой зерновой закваски составляет – 40 %.
Влияние различной дозировки густой зерновой закваски на процесс черствения изделий при хранении определяли также по изменению структурно-механических свойств мякиша на пенетро-метре АП-4/2 через каждые 4, 16, 24 и 48 часов хранения по методике, прилагаемой к прибору. Результаты эксперимента по изменению общей деформации сжатия хлеба в процессе хранения представлены на рисунке 9.4.
Проанализировав полученные данные можно сделать вывод о том, что использование при производстве зернового хлеба разработанной технологии способствует снижению усыхания, приводит к более длительному сохранению свежести хлеба из проросшего зерна пшеницы. Оптимальная дозировка густой зерновой закваски для наилучшего сохранения свежести хлеба составляет 40 %.
Так при внесении 40 % густой зерновой закваски в процессе хранения значения показателя общей деформации сжатия мякиша выше на 82 %, чем у контроля после 48 часов хранения. При внесении 20 % закваски – на 50 %, при внесении 30 % закваски – на 68 %, а при внесении 50 % закваски – на 72 % выше, чем у контроля после 48 часов хранения.
Рис. 9.4. Влияние дозировки густой зерновой закваски и другого дополнительного сырья
на изменение структурно- механических свойств мякиша хлеба в процессе хранения
Таким образом, установили, что применение разработанной технологии хлеба из проросшего зерна пшеницы, включающей предварительное облучение жёлтыми светодиодами в течение 60 с в импульсном режиме с частотой повторения импульсов 3 кГц при длительности импульса 0,25 мкс, стадию проращивания зерна пшеницы, с использованием густой зерновой закваски в дозировке 40
% на стадии приготовления теста, улучшает показатели теста: наблюдается рост газообразования на 70 %, улучшаются физико- химические показатели, практически не изменяются структурно- механические показатели теста; улучшаются физико-химические показатели хлеба: пористость повышается на 15 %, удельный объём на 11 %; повышается срок сохранения свежести хлеба, по сравнению с контролем.
