Преимущественное потребление рафинированных продуктов приводит к снижению содержания балластных веществ и ценных микроэлементов в современном рационе питания населения России. В связи с этим широкое распространение получают “болезни цивилизации”: ожирение, сахарный диабет, злокачественные образования, атеросклероз, дисбактериоз, ишемическая болезнь сердца и другие. Восполнить необходимое количество этих нутриентов позволяют продукты, содержащие все морфолого-анатомические части зерна, и в частности – зерновой пшенично-ржаной хлеб, пищевые волокна которого являются эффективными сорбентами. При употреблении хлеба из цельного зерна организм очищается от шлаков, канцерогенных и токсичных веществ, нормализуются обменные процессы, улучшается моторика кишечника, выводится избыток холестерина.
Однако производство хлеба из цельного зерна в зонах экологического неблагополучия, в том числе и в Орловской области, делает актуальной проблему качества продукта с точки зрения его загрязнения вредными веществами, отрицательно влияющими на здоровье человека.
Решение проблемы экологической безопасности хлеба зависит от создания новых технологий и оборудования, обеспечивающих снижение содержания или предотвращающих попадание контаминантов в зернопродукты на этапах – от зерна до хлеба.
В настоящее время актуальной задачей хлебопекарной промышленности во всём мире является применение технологий, рационально использующих сырьевые ресурсы, а также расширение ассортимента хлебобулочных изделий повышенной пищевой и пониженной энергетической ценности, что соответствует современным требованиям науки о функциональном питании и здоровой пище.
Интенсификация жизни, загрязнение окружающей среды при снижении физических затрат и сопротивляемости организма человека вредным воздействиям приводят к несбалансированности по целому ряду эссенциальных нутриентов. В связи с этим для многочисленных регионов с неблагополучной экологической обстановкой, где загрязнены источники воды, почва, а также для районов, подверженных радиоактивному загрязнению, особый интерес вызывает производство и потребление зернового хлеба без удаления оболочек, алейронового слоя и зародыша.
Хлеб из цельного зерна на российском рынке занимает особое положение. Одним из преимуществ производства зернового хлеба являются более низкие затраты. Несмотря на предположение о высокой рентабельности данной технологии, на себестоимость хлеба оказывают влияние затраты на приобретение и эксплуатацию оборудования для мойки, очистки и диспергирования зерна.
В последние годы ухудшается ассортимент хлебобулочных изделий с медицинской точки зрения. К примеру, безосновательно снижается выработка пшенично-ржаного хлеба, содержащего не менее 10 г/100 г клетчатки, и неоправданно возрастает доля производства пшеничного. Концепция здорового питания населения предусматривает увеличение потребления хлеба из смеси зёрен пшеницы и ржи, так как рожь по ряду показателей пищевой ценности превосходит пшеницу. Рожь характеризуется большим содержанием сахаров, витаминов группы В, минеральных компонентов, клетчатки, лучшей биологической ценностью белков. Цельное зерно ржи помогает контролировать массу тела, улучшает работу органов пищеварения, способствует выведению из организма вредных продуктов обмена, снижает риск заболеваний сердца и кровеносных сосудов за счёт уменьшения уровня холестерина в крови и снижения потребности в инсулине после еды. При этом поддерживаются в здоровом состоянии полость рта, зубы, кожа, волосы и ногти, уменьшается риск заболевания раком желудка, груди, простаты.
Важным достоинством зернового хлеба является отсутствие антипитательных факторов (ингибитора трипсина, алкилрезорцинолов), повышенное содержание ценных компонентов зерна в своем природном и сбалансированном виде: углеводов, пищевых волокон, белков, аминокислот, витаминов, минеральных веществ, достигаемое сохранением периферийных частей зерновки – семенной оболочки и алейронового слоя. Целебная сила хлеба из цельного зерна достигается нерушимостью природной целостности – морфологии, анатомии, структуры зерна и сохранением зародыша неповреждённым. Этот хлеб, по сравнению с хлебом из сортовой муки, содержит больше белков (в среднем на 16 %), витаминов группы B, РР, Е (в 2 раза) и пищевых волокон (в 4 раза). В хлебе из цельного зерна потребность в токоферолах, участвующих в обмене белка и положительно влияющих на деятельность эндокринных желез и мочегонной системы, удовлетворяется на 80…90 %. Целые зёрна являются отличным источником быстро высвобождающейся энергии.
Потребление зернового хлеба для здорового человека оказывает общеукрепляющее действие, способствует нормализации обменных процессов, улучшению работы желудочно-кишечного тракта, повышению иммунитета и работоспособности, особенно при физически тяжёлой работе и повышенных стрессовых нагрузках. Существует мнение, что это лечебный продукт, предназначенный для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, предупреждения возникновения опухолей, гипертонии, инфаркта миокарда, стенокардии. Полагают, что хлеб на основе цельного зерна способствует замедлению процесса старения. Его рекомендуют лицам пожилого возраста при атеросклерозе и ишемической болезни сердца, ожирении, сахарном диабете, дискинезии желчевыводящих путей и толстой кишки, а также для населения регионов с повышенной загрязнённостью окружающей среды. Действительно, зерновой хлеб является хорошим сорбентом, очистителем организма от солей тяжёлых металлов, радионуклидов, токсических веществ. Он способствует образованию гемоглобина и эритроцитов из-за высокого содержания незаменимых аминокислот, предупреждает кариес, не вызывает пищевой гликозурии, в меньшей степени стимулирует секрецию инсулина, снижает уровень триглицеридов в крови.
Но зерновой хлеб нельзя рекомендовать в качестве полноценного продукта для населения в дни поста, поскольку при многих заболеваниях, требующих щадящего режима питания, он противопоказан.
Недостатком хлеба на основе цельного зерна являются специфические органолептические свойства, плотность текстуры, низкие вкусовые качества, отличающие его от традиционных сортов хлеба, что является фактором, снижающим объём массового потребления.
Несмотря на это, зерновой хлеб вызывает всё больший интерес у хлебопёков и у покупателей, поскольку рынок ещё недостаточно насыщен этим продуктом, население по мере роста образованности и уровня жизни стало внимательнее относиться к своему здоровью, и этот продукт уже не нуждается в мощной рекламной поддержке.
Первостепенная роль в обеспечении организма человека балластными веществами, или по современной терминологии – пищевыми волокнами, содержащимися преимущественно в алейроновом слое, отводится хлебу из цельносмолотого зерна.
Пищевые волокна – это сложный комплекс биополимеров растительного сырья линейной и разветвлённой структуры, состоящий из полисахаридов (целлюлозы, пектиновых веществ, гемицеллюлоз), а также лигнина и связанных с ними белковых веществ, формирующих клеточные стенки растений. Балластные вещества не поддаются эндогенному ферментолизу в тонкой кишке и выводятся из организма.
Полисахариды клеточной стенки находятся в кристаллической форме, образуя длинные неразветвлённые молекулы, агрегированные в пучки. Каждая микрофибрилла состоит из молекул целлюлозы. Микрофибриллы погружены в матрикс из поли-сахаридов некристаллической структуры.
Матрикс клетки пронизывает пектин. Гемицеллюлозы и лигнин заполняют пространство между каркасом из клетчатки и прикрепляются водородными связями. Некоторые из них соединены поперечными сшивками, образованными короткими молекулами пектинов.
Клетчатка содержится в зерновых культурах в количестве 0,2…10,7 %. Она не переваривается и не растворяется в верхнем отделе пищеварительного тракта, в тонком кишечнике почти не усваивается (усвояемость её – 6…23 %), но нормальное пищеварение без неё практически невозможно. Клетчатка, также как гемицеллюлоза и пектин создаёт благоприятные условия для перистальтики кишечника, предотвращая зашлакованность организма. Очищающий эффект её действия объясняется пустотелостью волокон. Клетчатку в составе продуктов следует употреблять при ожирении, сахарном диабете, гипертонии, атеросклерозе, аллергии, для профилактики опухолей толстого кишечника и прямой кишки, при хронических запорах, желчекаменной болезни, заболеваниях печени и почек, химической и микробной интоксикации. Однако при чрезмерном её потреблении усвояемость белков, жиров, витаминов, минеральных веществ снижается на 5…15 %. Клетчатка и пектин обладают способностью связывать некоторые витамины и микроэлементы.
Пищевые волокна классифицируют по источникам сырья; в зависимости от структурной единицы делят на однородные и неоднородные; по растворимости в воде – нерастворимые (целлюлоза, гемицеллюлозы) и растворимые (пектин и его комплексы). Нерастворимая фракция служит для нормализации моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта. Растворимая фракция, являясь пребиотиком, необходимым для нормализации микрофлоры толстой кишки, улучшает связывание токсических элементов в пищеварительном тракте организма.
Среди пищевых волокон выделяют структурированные полисахариды - пектин, гумми (камеди), слизи, химически моделированные полисахариды (растворимые целлюлозы) и грубые истинные волокна (целлюлоза, гемицеллюлозы, протопектин, лигнин), образующие скелет растений.
Присутствие фенольных, карбоксильных соединений, гидроксильных групп обусловливает физико-химические свойства пищевых волокон (водоудерживающую способность, ионообменные и радиопротекторные свойства, сорбцию желчных кислот). К функциональным свойствам относят: жироэмульгирующую, жиросвязывающую, студнеобразующую, пенообразующую способности и стабильность эмульсии и пены.
Велика роль неусвояемых полисахаридов в диетотерапии и профилактике заболеваний. Они рекомендуются для питания населения городов и регионов с неблагоприятными экологическими условиями.
Суточная потребность взрослого человека в пищевых волокнах составляет от 25 г до 70 г в зависимости от возраста и физиологического состояния организма, при работе во вредных условиях это количество увеличивается на 10…20 %. В пищевом рационе около 10 % должно приходиться на долю балластных веществ. Однако потребность в них удовлетворяется лишь на 1/3, а население России получает с хлебом не более 15…20 % необходимого количества пищевых волокон.
Недостаточное потребление пищевых волокон приводит к уменьшению сопротивляемости организма негативному воздействию окружающей среды и отклонениям в состоянии здоровья. У людей развиваются такие серьёзные болезни цивилизации, как злокачественные образования, рак толстой и прямой кишок, геморрой, ожирение, сахарный диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, ухудшается перистальтика и развивается дивертикулез кишечника, замедляется его опорожнение и, вследствие этого, в нём накапливаются токсичные отходы пищеварения, прогрессирует дисбактериоз, нарушается деятельность сердечнососудистой системы, желчь перенасыщается холестерином, снижается секреция жирных кислот.
Неусвояемые полисахариды очищают стенки кишечника от остатков пищи; ускоряют транзит и перистальтику толстой кишки, действуют как фактор, формирующий стул, стимулируют моторику кишечника особенно при запорах, колитах, энтероколитах, метеоризме, парезах, атрофии кишечного тракта, геморрое; придают пористость массам, улучшают пищеварение и усвояемость нутриентов; способствуют стабилизации веса и нормализации симбиотической микрофлоры желудочно-кишечного тракта, ингибируют гнилостные процессы; служат естественным сорбентом для связывания и выведения из организма шлаков, экологически вредных канцерогенных продуктов жизнедеятельности, в том числе ионов тяжёлых металлов, нитратов, нитритов, пестицидов, фенолов, радионуклидов, слизей, патогенной микрофлоры, чем способствуют детоксикации организма и снижению токсичности продуктов метаболизма; выводят из плазмы крови излишний холестерин, препятствуя его всасыванию и возникновению сердечно-сосудистых заболеваний; снижают калорийность рациона и уровень сахара в крови, замедляют его усвояемость; активизируют работу клеток слизистой желудка; благотворно влияют на печёночно-кишечную циркуляцию желчи; усиливают активность ферментов; стимулируют белковый и липидный обмен; способствуют профилактике заболеваний эндокринной системы, в том числе щитовидной железы; препятствуют злокачественным изменениям клеток.
По мнению одних учёных отрицательного воздействия повышенных дозировок пищевых волокон на организм человека не выявлено, а, по мнению других, длительное и избыточное их потребление может привести к недостаточному перевариванию пищи, расстройству желудка, нарушению всасывания в кишечнике жирорастворимых витаминов, минеральных веществ. Излишек пищевых волокон увеличивает выведение кальция, железа, вызывает дисбаланс калия, меди, цинка, марганца.
Отличительной особенностью технологии зернового хлеба является то, что он полностью изготовлен из цельного зерна с сохранением высокопитательных веществ, минуя фазу мукомольного процесса. Подготовка зерна к производству включает его очистку от примесей, отволаживание (замачивание в воде) и последующее диспергирование (измельчение).
Трёхкратное промывание зерна водопроводной водой и замачивание пшеницы и ржи осуществляли раздельно в лабораторных условиях. Для снижения микробиологической обсеменённости зерна его отволаживали в присутствии химических антисептиков: фенола, пиросульфита натрия (ТУ 2142-050-00206457-99), янтарной кислоты. Также применяли экстракты и растворы веществ, обладающих антисептическим действием (чеснок, мёд, можжевельник), которые по показателям безопасности соответствовали СанПиН 2.3.2.1078-01.
Двукратное измельчение предварительно смешанного зерна пшеницы и ржи в соотношении 4:1 осуществляли на диспергаторе «Homogenizer 1094» фирмы «Текатор» и на мясорубке фирмы «Bork».
Тесто для пшенично-ржаного хлеба готовили двухфазным способом на так называемой густой закваске (в количестве 40 % от общей массы зерна) из увлажнённого диспергированного зерна ржи. Рецептура и режимы приготовления густой закваски и хлеба приведены в таблицах 10.1 и 10.2.
Таблица 10.1
Рецептура и режимы приготовления густой закваски
на увлажнённом диспергированном зерне ржи 
Таблица 10.2
Рецептура и режимы приготовления теста на густой закваске
из увлажнённого диспергированного зерна ржи 
На основе диспергированной зерновой массы также готовили тесто на жидкой закваске без заварки (влажностью 69…75 %, кислотностью 9…12 град.) с применением сухого лактобактерина по унифицированной ленинградской схеме. Для закваски использовали муку ржаную хлебопекарную обдирную. Закваску вносили в количестве 15 % и 25 % от массы зерна. Для получения теста требуемой влажности дополнительно добавляли муку. Рецептуры приготовления хлеба на жидкой закваске без заварки представлены в таблице 10.3.
Замес теста в лабораторных условиях осуществляли вручную, созревание – в лабораторной бродильной камере при температуре 35 °С и относительной влажности воздуха 80 %. Выпечку разделанных тестовых заготовок массой 0,35 кг производили в лабораторной печи при температуре 220 0С.
Таблица 10.3
Параметры приготовления теста на жидкой закваске без заварки
Пшенично-ржаной хлеб имеет, по сравнению с пшеничным, меньший объём, более темноокрашенные корку и мякиш, меньшую пористость, поэтому для него принципиальное значение приобретают степень липкости мякиша, заминаемость и сухость на ощупь, что обусловлено специфическими особенностями белкового комплекса ржи, активностью амилолитических ферментов и повышенным содержанием слизистых веществ. Поскольку при производстве зернового пшенично-ржаного хлеба возникают проблемы повышения его экологической безопасности и улучшения качества, целесообразным считали выяснить, какое влияние оказывают комплексные ферментные препараты и вещества различной природы, обладающие антисептическим действием, используемые при замачивании злаковых культур, на свойства теста и потребительские достоинства хлеба. Для исследования проводили пробные лабораторные выпечки, на основании анализа результатов которых разработана и утверждена техническая документация (технические условия, технологические инструкции, рецептуры) на «Изделия хлебобулочные зерновые пшенично-ржаные» - ТУ № 9113-205- 02069036-2006; ТИ 02069036-125; РЦ 02069036-228 «Чесночный», РЦ 02069036-229 «Медовый», РЦ 02069036-230 «Оригинальный», РЦ 02069036-231 «Особый», РЦ 02069036-232 «Любительский» и хлеб зерновой пшенично-ржаной «Семейный» - ТУ № 9113-204-02069036- 2006; ТИ 02069036-124; РЦ 02069036-227.
Предварительно промытое зерно пшеницы и ржи отдельно замачивали на 20 и 24 часа соответственно при температуре 40 0С и рН=5 в растворе (гидромодуль 1:1) установленных концентраций ферментных препаратов целлюлолитического действия (для пшеницы: Целловиридин Г20х – 0,08 % (продуцент - Trichoderma reesei) и на основе фитазы F 17.2 Phyt – 0,09 % (продуцент - Penicillium canescens); для ржи: Целловиридин Г20х – 0,16 %; F 17.2 Phyt – 0,18 % к массе зерна) в присутствии веществ, обладающих антисептическим действием (экстракт чеснока (хлеб «Чесночный»), медовый раствор (хлеб «Медовый»), чесночно-медовый раствор (хлеб «Оригинальный»), водный экстракт плодов можжевельника (хлеб «Особый»), раствор янтарной кислоты (0,05…0,15 % концентрации) (хлеб «Любительский»)). Контролем служило зерно, замоченное в водопроводной воде без препаратов и веществ, обладающих антисептическим действием. По окончании отволаживания оставшиеся растворы и экстракты сливали, зерно, способное подвергаться диспергированию, влажностью 44…48 % тщательно промывали проточной водопроводной водой, брали пшеницу и рожь в соотношении 4:1 и измельчали до получения однородной зерновой массы. Поскольку при замачивании зерна, особенно ржи, активизируется активность протеолитических и амилолитических ферментов, что способствует получению хлеба с липким и заминающимся мякишем, считали целесообразным повысить кислотность. В связи с этим тесто готовили по двум вариантам: на густой закваске из диспергированного зерна ржи по рецептуре, приведённой в таблицах 10.1 и 10.2, и на жидкой закваске без заварки по рецептуре, представленной в таблице 10.3. Замес, при котором вносились остальные рецептурные ингредиенты, брожение, разделку, расстойку и выпечку хлеба осуществляли общепринятым способом.
Анализ результатов структурно-механических свойств выбродившего теста (рисунок 10.2) показал, что применение на стадии замачивания зерна комплексных ферментных препаратов на основе целлюлаз и веществ, обладающих антисептическим действием, способствует ослаблению структуры выбродившего теста, особенно, приготовленного на диспергированной закваске, и снижению значения предельного напряжения сдвига. Вероятно, это косвенно обусловлено деструкцией компонентов зерна под действием ферментов с образованием низкомолекулярных водорастворимых веществ, которые и способствуют разжижению теста.
Рис. 10.2. Влияние комплексных ферментных препаратов на основе целлюлаз и веществ,
обладающих антисептическим действием, на изменение величины предельного напряжения
сдвига теста после брожения
При замачивании зерна злаковых культур в экстракте луковицы чеснока предельное напряжение сдвига уменьшается в меньшей степени по сравнению с использованием других веществ природного происхождения – в среднем на 18,3 % в тесте, приготовленном на диспергированной зерновой массе, и на 14,5 % – в тесте на жидкой закваске без заварки, по сравнению с контролем. Вероятно, некоторое упрочнение теста объясняется образованием в нём дополнительных водородных связей при взаимодействии дубильных веществ чеснока с белками клейковины.
Применение мёда при отволаживании в большей степени снижает показатель предельного напряжения сдвига – на 31,6 % (в тесте на густой зерновой закваске) и на 21,7 % (в тесте на жидкой закваске) по сравнению с контрольным образцом, возможно, из-за дополнительного обогащения массы редуцирующими сахарами.
Замачивание зерна в чесночно-медовом растворе способствует повышению значения предельного напряжения сдвига теста, по сравнению с образцом, приготовленным на основе зерна, отволоженного в растворе мёда. Вероятно, это связано с синергизмом действия присутствующих в мёде и чесноке органических кислот, катализирующих окисление сульфгидрильных групп в белковой молекуле с образованием дисульфидных мостиков.
Применение водного экстракта плодов можжевельника в качестве замочной среды для зерна снижало величину предельного напряжения сдвига в тесте на жидкой закваске – на 19,6 %, на зерновой массе – на 26,5 %.
Незначительное изменение исследуемого показателя теста из зерна, замоченного в присутствии янтарной кислоты (в среднем 9,3 % по сравнению с контролем), возможно, обусловлено её недостаточной силой.
Более прочные свойства теста, приготовленного на жидкой закваске без заварки, вероятно, можно объяснить образованием своеобразного каркаса мелкими частицами ржаной обдирной муки, вносимой как при приготовлении закваски по унифицированной ленинградской схеме, так и при замесе теста.
Анализ результатов определения газообразующей способнос-ти за 5 часов брожения теста (рисунок 10.3) показал, что замачивание зерна в растворах и экстрактах веществ, обладающих антисептическим действием, с ферментными препаратами на основе целлюлаз способствует интенсификации газообразования, особенно теста, приготовленного на жидкой закваске без заварки (в среднем на 3,5 %), поскольку в данной технологии применяется мука, содержащая более мелкие и податливые действию амилолитических ферментов крахмальные зёрна, способствующие повышению сахаробразующей способности муки, по сравнению с зерном.
Рис. 10.3. Влияние комплексных ферментных препаратов на основе целлюлаз и веществ,
обладающих антисептическим действием, на интенсивность газообразования
Так, при приготовлении теста на густой диспергированной зерновой массе увеличилось количество выделившегося за 5 часов брожения углекислого газа при замачивании зерна в присутствии ферментных препаратов в экстракте чеснока – на 21,8 %, в растворе мёда – на 65,7 %, в водно-медовом растворе – на 52 %, в экстракте плодов можжевельника – на 32,6 %, в растворе янтарной кислоты – на 21,5 % по сравнению с контролем.
При приготовлении теста на жидкой закваске без заварки суммарное количество выделившегося за 5 часов брожения диоксида углерода увеличилось при замачивании в присутствии ферментных препаратов в экстракте чеснока – на 27,5 %, в растворе мёда – на 70,2 %, в водно-медовом растворе – на 51,6 %, в экстракте плодов можжевельника – на 33,6 %, в растворе янтарной кислоты – на 21,4 % по сравнению с контролем.
Повышение газообразующей способности зерновой массы при применении ферментного препарата Целловиридин Г20х можно объяснить тем, что под действием ксиланазы, гидролизующей защитный слой целлюлозы – ксилан, клетчатка делается доступной для целлюлазы, расщепляющей целлюлозу до углеводов, на которые в дальнейшем действует β-глюканаза. В результате гидролиза крахмала и некрахмальных полисахаридов изменяется баланс влаги в тесте, происходит накопление декстринов, дисахаридов и моносахаридов, которые являются дополнительным источникам питания для дрожжей, что усиливает процесс спиртового брожения, способствует повышению бродильной активности дрожжевых клеток и приводит к интенсивности газообразования.
Фитаза, входящая в состав препарата F 17.2 Phyt, разрушает комплексы инозитфосфорной кислоты, высвобождает минеральные вещества, играющие значительную роль в жизнедеятельности микрофлоры, особенно дрожжевой, поскольку магний и кальций являются активаторами многих ферментативных реакций и стимулируют энергетический обмен. Кальций обеспечивает замещение и выведение из организма стронция. Также недостаток магния приводит к снижению подъёмной силы дрожжей.
Протеиназа зерна, гидролизуя белки до свободных амино- кислот, также способствует накоплению низкомолекулярных азотсодержащих веществ, используемых дрожжами для питания. Янтарная кислота катализирует ферментативный гидролиз.
Кроме того, углеводы, витамины, макро- и микроэлементы, входящие в состав растворов и экстрактов веществ, обладающих антисептическим действием, используемых при отволаживании зерна пшеницы и ржи, также создают благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей.
Для изучения влияния стадии замачивания зерна злаковых культур в водных растворах и экстрактах веществ, обладающих антисептическим действием, с ферментными препаратами, а также способа приготовления теста на кислотность определяли этот показатель сразу после замеса теста и через каждый час его брожения. Результаты представлены в таблице 10.4.
Таблица 10.4
Влияние продолжительности брожения на кислотность теста 
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что при брожении теста увеличивается кислотонакопление, особенно при замачивании зерна в присутствии янтарной кислоты, повышается численность дрожжевых клеток в исследуемых образцах. Приготовление теста на жидкой закваске без заварки, особенно в присутствии в качестве химического антисептика при отволаживании пшеницы и ржи янтарной кислоты позволяет сократить продолжительность созревания теста по сравнению с контролем в среднем на полчаса.
Проведённые исследования также показали, что в конце брожения теста, приготовленного любым способом, происходит увеличение влажности, по сравнению с только что замешанным тестом не более чем на 1 %.
Органолептические показатели качества хлеба, особенно зернового, являются важной потребительской характеристикой. Сенсорная оценка образцов хлеба осуществлялась не раньше, чем через 12 часов и не позднее, чем через 24 часа после выемки изделий из печи по 5-и бальной системе с учётом коэффициента весомости в соответствии с общепринятой шкалой бальной оценки хлебобулочных изделий.
Сравнительная оценка образцов зернового пшенично-ржаного 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 жидкой закваске без заварки, наблюдалась мучнистость поверхности. Достаточно равномерно окрашенная корка была от золотисто-коричневой (в хлебе «Любительский» с внесением на стадии замачивания янтарной кислоты, «Медовый» – мёда) до тёмно-коричневой, без подгорелости (в хлебе «Особый» - замачивание в экстракте можжевельника). Немного темноватый, пропечённый, слегка уплотнённый, влажный на ощупь, с небольшой липкостью мякиш был, однако, без комочков и следов непромеса. Поры в образцах были иногда недоразвитыми, разной величины и толщины, порой с пустотами. Запах и вкус были свойственны зерновому хлебу в зависимости от применяемых при отволаживании зерна растворов и экстрактов: аромат и вкус чеснока ощущались при потреблении хлеба «Чесночный» и «Оригинальный», хвои – «Особый». Очень приятный аромат чувствовался в хлебе «Медовый».
Таким образом, анализ результатов бальной оценки показал, что замачивание зерна злаковых культур с внесением ферментных препаратов в экстракты и растворы веществ, обладающих антисептическим действием, способствует улучшению органолеп- тических свойств зернового хлеба.
Приготовление хлеба на жидкой закваске без заварки с применением муки, по сравнению с зерновым хлебом на густой закваске из диспергированной зерновой массы ржи, способствует получению изделия с более интенсивной окраской корки и мякиша, с достаточной пористостью и эластичностью, что улучшает его внешний вид и разжёвываемость. Безусловно, внесение муки в закваске и добавление её при замесе теста даже в количестве 5 % от массы диспергированного зерна будет способствовать получению изделий с лучшей пористостью и большей эластичностью мякиша.
Качество выпеченного хлеба определяли по физико-химическим показателям: удельному объёму, влажности мякиша, его кислотности, пористости. Влияние растворов и экстрактов веществ, обладающих антисептическим действием, с комплексными ферментными препаратами на основе целлюлаз на физико-химические показатели качества хлеба представлены в таблице 10.5.
Таблица 10.5
Влияние отволаживания зерна в растворах и экстрактах
с ферментными препаратами и способа приготовления теста на физико-химические
показатели качества зернового хлеба 
Из приведённых в таблице данных видно, что значение влажности исследуемых образцов не превышает 53,0 %, кислотности – 10 град. Показатель пористости зерновых пшенично-ржаных изделий выше 44 % даже у контрольного образца.
Изделия, приготовленные с добавлением муки, имеют несколько более низкую влажность и кислотность, по сравнению с чисто зерновым хлебом.
Таким образом, анализ проведённых исследований показал, что использование на стадии замачивания злаков ферментных препаратов и веществ, обладающих антисептическим действием, улучшает качество зернового пшенично-ржаного хлеба, особенно приготовленного с добавлением муки. Так значения удельного объёма хлеба, по сравнению с контролем, увеличиваются в среднем на 7,9-24,6 %, пористости – на 12,2-23,7 %. Эти показатели хлеба повышаются при внесении комплекса ферментов вследствие накопления низкомолекулярных продуктов деструкции биологически важных элементов зерновки, используемых при брожении дрожжами. Кроме того, дополнительное применение богатых углеводами, минеральными веществами и витаминами растворов и экстрактов веществ, обладающих антисептическим действием, также способствует улучшению свойств готового продукта.
С увеличением длительности хранения изделий появляются признаки их черствения. Одним из важных показателей качества хлеба является сохранение им свежести. Литературные данные свидетельствуют о том, что применение ферментных препаратов в хлебопекарном производстве позволяет не только улучшить свойства теста и качество хлеба, но и замедлить интенсивность его черствения. В связи с этим проводились исследования влияния ферментных препаратов и веществ, обладающих антисептическим действием, применяемых при отволаживании зерна, на степень черствения хлеба по изменению структурно-механических свойств мякиша (общей сжимаемости, упругости и пластичности) через 3, 16, 24 и 48 часов хранения на приборе «Структурометр СТ-1». Предполагалось, что внесение ферментных препаратов в растворы и экстракты будет продлевать срок сохранения свежести хлебобулочных зерновых изделий. Изменения общей деформации сжатия мякиша хлеба в процессе хранения представлены на рисунке 10.4.
Анализ полученных данных показывает, что при замесе теста на жидкой закваске без заварки с внесением в неё муки величина общей деформации сжатия мякиша хлеба больше в среднем на 4,5 % по сравнению с хлебом, приготовленным на зерновой массе. Но скорость изменения структурно-механических свойств мякиша хлебобулочных изделий с мукой выше, чем чисто зернового хлеба, следовательно, добавление муки при производстве зернового хлеба будет снижать срок сохранения его свежести.
Рис. 10.4. Влияние комплексных ферментных препаратов и веществ,
обладающих антисептическим действием, на структурно-механические свойства
мякиша хлеба при хранении
При замачивании зерна в растворах и экстрактах с ферментными препаратами исследуемые образцы хлеба имеют более высокие значения показателей сжимаемости в течение всего периода хранения по сравнению с контролем. Срок сохранения свежести хлеба при этом увеличивается.
Очевидно, это объясняется тем, что образующиеся в результате ферментативного гидролиза низкомолекулярные соединения, обладающие повышенной гидрофильной способностью, замедляют скорость черствения хлеба. Также в растворах и экстрактах веществ, обладающих антисептическим действием, используемых для замачивания зерна, содержатся органические кислоты, катализирующие гидролиз, полифенольные соединения и дубильные вещества, вероятно взаимодействующие с белками и образующие с ними нерастворимые соединения, препятствуя поглощению белками влаги, приостанавливая тем самым процесс ретроградации крахмала. Минеральные вещества тоже увеличивают срок сохранения свежести хлеба.
Так, величина сжимаемости мякиша хлеба на густой закваске из диспергированной зерновой массы через 3, 16, 24 и 48 часов хранения была выше:
в хлебе «Чесночном» на 9,6 %, 20,1 %, 17,2 % и 8,5 %;
в хлебе «Медовом» на 19,2 %, 30,8 %, 25,2 %, 16,2 %;
в хлебе «Оригинальном» – на 13,3 %, 23,9 %, 20,5 %, 13,4 %;
в хлебе «Особом» - на 3,5 %, 15,7 %, 13,9 %, 6,3 %;
в хлебе «Любительском» - на 11,6 %, 22,0 %, 18,5 %, 9,9 % соответственно, по сравнению с контрольным образцом.
При хранении хлеба на жидкой закваске без заварки через 3, 16, 24 и 48 часов значения сжимаемости мякиша хлеба были больше по сравнению с контролем на 9,7 %, 19,9 %, 17,0 % и 9,0 % соответственно – в хлебе «Чесночном»; на 18,0 %, 30,4 %, 26,1 %, 16,0 % – в хлебе «Медовом»; на 13,6 %, 23,6 %, 19,6 %, 13,2 % – в хлебе «Оригинальном»; на 6,3 %, 16,1 %, 13,1 %, 6,9 % – в хлебе «Особом»; на 9,7 %, 22,4 %, 18,3 %, 10,4 % – в хлебе «Любительском».
Таким образом, проведённые исследования показали возможность замачивания зерна злаковых культур в растворах и экстрактах веществ, обладающих антисептическим действием, с ферментными препаратами Целловиридином Г20х и F 17.2 Phyt для производства пшенично-ржаного зернового хлеба с лучшими показателями качества и более длительным сроком сохранения свежести.
Изменения в количественном составе микрофлоры хлеба в процессе его хранения при неблагоприятных условиях приводят к плесневению и картофельной болезни.
В связи с этим были проведены исследования по влиянию используемых при замачивании зерна растворов и экстрактов с комплексом ферментных препаратов на микробиологическую стойкость при хранении зернового хлеба, приготовленного различными способами.
Для изучения развития грибной микрофлоры на поверхности изделий охлаждённые образцы хлеба упаковывали в полиэтиленовую плёнку и хранили при температуре 30 0С до появления видимого роста мицелия плесеней. Результаты исследования приведены на рисунке 10.5.
Рис. 10.5. Сроки появления мицелия плесневых грибов на поверхности зернового пшенично-ржаного хлеба
В ходе эксперимента установили, что на поверхности контрольного образца хлеба, приготовленного на жидкой закваске без заварки, видимый мицелий обнаруживается через 76 часов хранения, а на густой закваске из диспергированной зерновой массы – через 72 часа. На поверхности опытных образцов хлеба с внесением при замесе теста муки, вероятно, из-за более низких значений их влажности - через 100-114 часов, а зернового хлеба – через 96-108 часов хранения, несмотря на более высокую кислотность закваски из зерна. Полученные результаты свидетельствуют о достаточно высоком фунгицидном эффекте растворов, особенно янтарной кислоты, экстракта плодов можжевельника и луковицы чеснока.
Влияние стадии отволаживания зерна в растворах и экстрактах с ферментными препаратами, а также способа приготовления теста на микробиологическую обсеменённость хлеба приведено в таблице 10.6.
Анализ представленных результатов показал, что содержание всех исследуемых групп микроорганизмов не превышало допустимых уровней. Экстракты и растворы являлись антагонистами в отношении плесеней. Более высокое содержание микроорганизмов в хлебе на жидкой закваске без заварки, по сравнению с хлебом на густой зерновой закваске, возможно, связано с повышенной обсеменённостью муки, вносимой при замесе теста.
Таблица 10.6
Влияние веществ, обладающих антисептическим действием
и способа приготовления теста на микрофлору зернового хлеба
Таким образом, замачивание зерна в растворах и экстрактах веществ, обладающих антисептическим действием, позволяет повысить микробиологическую чистоту зернового хлеба при хранении.
Поскольку основной задачей исследования являлась разработка способов повышения безопасности пшеницы и ржи при замачивании и готовой продукции на их основе содержание некоторых токсичных и радиоактивных элементов в изделиях хлебобулочных зерновых определяли в научно-исследовательской лаборатории ОрёлГТУ. Результаты эксперимента приведены в таблице 10.7.
Таблица 10.7
Показатели безопасности изделий хлебобулочных зерновых пшенично-ржаных
Анализ представленных в таблице 10.7 данных показал, что при соблюдении общих мер гигиены и санитарии в производстве пшенично-ржаного зернового хлеба на заквасках по разработанным технологиям, предусматривающим отволаживание зерна злаковых культур в растворах и экстрактах веществ, обладающих антисептическим действием, с ферментными препаратами, изделия соответствуют требованиям безопасности, установленным СанПиН 2.3.2.1078-01.
Понятие пищевой ценности отражает органолептические достоинства продукта, удовлетворение потребностей человека в основных питательных веществах и энергии. Пищевая ценность характеризуется химическим составом с учётом потребления продукта в общепринятых количествах.
При помоле за счёт удаления оболочек и алейронового слоя зерна теряется значительное количество витаминов, минеральных элементов, клетчатки, в результате снижается пищевая ценность мучного хлеба.
В связи с этим, основываясь на содержании пищевых веществ в сырье, выходе хлеба и потерях, рассчитывали усреднённые значения химического состава, энергетической ценности и степени удовлетворения суточной потребности человека в основных пищевых веществах при употреблении пшенично-ржаного зернового хлеба массой 300 г (таблица 10.8).
Таблица 10.8
Пищевая ценность хлеба 
Анализ представленных в таблице 10.8 данных показывает, что хлеб из цельного зерна пшеницы и ржи по химическому составу превосходит мучной хлеб.
Зерновой хлеб, в отличие от хлеба из муки, богат минеральными веществами, являющимися жизненно необходимыми компонентами питания, обеспечивающими развитие и нормальное функционирование организма человека. Отмечено повышенное содержание в зерновом хлебе таких элементов, как магний, фосфор и железо.
Витаминам принадлежит важная роль в биохимических реакциях, происходящих в клетках организма и усвоении других пищевых веществ. Зерновой хлеб является основным источником витаминов группы В и РР, по их содержанию он превосходит хлеб, выпеченный из муки, в среднем на 11,0-33,0 %.
По содержанию пищевых волокон зерновой хлеб в несколько раз превышает хлеб из муки. Пищевые волокна не усваиваются в организме человека и играют важную роль, положительно влияя на моторные функции пищеварительного тракта, перистальтику кишечника и жизнедеятельность в нём полезной микрофлоры. Употребление 100 г зернового пшенично-ржаного хлеба удовлетворяет суточную потребность организма человека в пищевых волокнах более чем на 27,7 %.
Энергетическая ценность зернового пшенично-ржаного хлеба составляет 181,1 ккал, что на 12,1 % ниже, чем у мучного хлеба.
Таким образом, потребление 300 г зернового хлеба удовлетворяет суточную потребность организма в белке на 34,8 %, жире на 3,6 %, усвояемых углеводах на 38,6 %, минеральных веществах на 47,1-66,4 %, витаминах группы В и РР на 20,0-56,0 %.
Анализ химического состава и энергетической ценности позволяет рекомендовать хлеб из цельного зерна пшеницы и ржи для массового потребления, а также в профилактических целях, особенно в экологически неблагополучных регионах.
