Наиболее прогрессивным и эффективным путем для интенсификации процессов в полуфабрикатах и повышения качества хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки является внесение добавок структурные компоненты которых будут участвовать в биологических процессах активизируя их. Применение для этой цели продуктов растительного происхождения представляет значительный интерес, так как они являются более дешевыми и менее трудоемкими при переработке, чем животные.

Совокупность особенностей хлебопекарных свойств ржаной муки обуславливает определенные параметры технологического процесса и способы его осуществления при производстве хлеба из ржаной муки и смеси её с пшеничной. Получение качественной продукции возможно только при условии использования специфической бродильной микрофлоры, обладающей способностью к быстрому кислотонакоплению. Повышенная кислотность теста с ржаной мукой необходима для снижения температуры инактивации α-амилазы, которая всегда содержится в ржаной муке нормального качества, кроме того, от кислотности зависит степень пептизации белков от которая влияет на объем и формоустойчивость готового хлеба.

Традиционно источником такой специфической бродильной микрофлоры является ржаная закваска, которая является непрерывно расходуемой на приготовление теста и возобновляемой (освежаемой) фазой. Микрофлора закваски представляет собой естественную ассоциацию кислотообразующих бактерий и дрожжей. Основным источником питательных веществ для жизнедеятельности бродильной микрофлоры является ржаная мука. Известно, что дрожжи и молочнокислые бактерии являются наиболее активно усваивающими сахаросодержащие субстраты. Кроме того, они остро нуждаются в азотистом питании, витаминах и стимуляторах роста. Культивирование активной бродильной микрофлоры закваски на питательной среде, в состав которой входит только ржаная мука, не может быть в полной мере обеспечено всеми необходимыми питательными веществами. Поэтому актуальной проблемой является использование новых добавок для обогащения питательной среды для жизнедеятельности микрофлоры заквасок, в состав которых входят не только сахаросодержащие компоненты, но и другие биологически активные вещества.

Нами было разработано новое сырье - сахаросодержашие пасты из картофеля и сахарной свеклы (ТУ 9161-138-02069036 «Консервы. Пасты сахаросодержащие овощные»).

Углеводный комплекс и витаминный состав, а так же аминокислотный состав сахаросодержащих паст из картофеля и сахарной свеклы представлены в таблицах 7.1, 7.2, 7.3.

Таблица 7.1

Углеводный и витаминный состав сахаросодержащих паст
из картофеля и сахарной свеклы

Таблица 7.2

Аминокислотный состав сахаросодержащих паст

Таблица 7.3

Содержание минеральных веществ в сахаросодержащих пастах
из картофеля и сахарной свеклы

Как видно из результатов исследований, представленных в таблицах, значительная часть сухих веществ сахаросодержащих паст приходится на углеводный комплекс. При этом, углеводы пасты сахарной свеклы представлены в основном сахарозой, а сахаросодержащей пасты из картофеля – глюкозой.

Известно, что клетчатка и пектин, входящие в состав сахаросодержащих паст, будучи гидрофильными компонентами, будут положительно влиять на реологические свойства теста и имеют определенное значение для увеличения сроков сохранения свежести. Кроме того, клетчатка играет заметную роль в процессе пищеварения, а пектиновые вещества способны к выведению тяжелых металлов из организма.

Витамины являются биостимуляторами различных жизненно важных процессов организма человека, а так же необходимы для жизнедеятельности микрофлоры теста.

В обеих пастах больше всего из незаменимых аминокислот содержится лизина. Лимитирующими аминокислотами в обеих пастах являются метионин и цистеин. Анализ аминокислотного состава показывает, что сахаросодержащие пасты могут оказывать влияние не только на биологическую ценность продуктов питания, но и интенсифицировать технологический процесс.

Исследования содержания минеральных веществ в сахаросодержащих пастах показали, что обе добавки имеют богатый минеральный состав. Содержание нормируемых микроэлементов в сахаросодержащих пастах не превышает предельно допустимых норм.

Для определения влияния сахаросодержащих паст на качественные показатели ржаных заквасок сахаросодержащие пасты вносили в состав питательной смеси для воспроизводства ржаных заквасок в производственном цикле.

Целью работы являлось исследование влияния сахаросодержащих паст из картофеля и сахарной свеклы на технологический процесс, качество хлеба, его пищевую ценность, выход, расширение сырьевой базы и использование нетрадиционного сырья для повышения биотехнологических свойств полуфабрикатов для производства хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки.

В работе использовали следующее сырье: муку ржаную, муку пшеничную, густые и жидкие ржаные закваски, сахаросодержащие пасты из картофеля и сахарной свеклы, прессованные дрожжи, соль.

Для определения влияния сахаросодержащих паст на качественные показатели ржаных заквасок сахаросодержащие пасты вносили в состав питательной смеси для воспроизводства ржаных заквасок в производственном цикле.

Технологический процесс включал следующие этапы: приготовление густой или жидкой закваски путем смешивания ржаной муки, воды и спелой закваски, выбраживания до конечной кислотности 12-14 град. в течение 180-240 минут и приготовление теста путем смешивания готовой закваски, ржаной и пшеничной муки, соли, дрожжей, воды, выбраживания до конечной кислотности 9-11 град. в течение 60-90 минут и выпечку в хлебопекарной камере в течение 40-60 минут при температуре 200-220 °С. при этом при приготовлении закваски в нее дополнительно вносили сахаросодержащую пасту сахарной свеклы в количестве для густой ржаной закваски 15-19 мас.%, а для жидкой ржаной закваски 6,25-8,75 мас.% соответственно от массы муки в закваске или сахаросодержащую пасту из картофеля для густой ржаной закваски – в количестве 13-15,5 мас.%, а для жидкой ржаной закваски в количестве 6,75-9,25 мас.% соответственно от массы муки в закваске. В заквасках определяли активность молочнокислых бактерий по интенсивности кислотонакопления (по разнице между титруемой конечной и начальной кислотности), времени перехода голубой окраски в бесцветную, активность дрожжевой микрофлоры по подъемной силе, изменению объема теста в градуированном сосуде и количеству СО₂ выделившегося в процессе брожения. Физико- химические показатели качества хлеба оценивали по влажности, кислотности мякиша, удельному объему, пористости, сжимаемости на приборе пенетроментр АП4/2, вкусоароматических свойств – по содержанию бисульфитсвязывающих соединений.

Показатели активности молочнокислых бактерий жидкой ржаной закваски приведены в таблице 7.4, подъемная сила, изменение объема теста в градуированном сосуде и количество СО₂, выделившегося в процессе брожения жидкой ржаной закваски, – на рисунке 7.1, показатели качества теста в таблице 7.5, показатели качества готового хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки в таблице 7.6.

Как видно из результатов исследований, представленных в таблицах 7.4, 7.5 и на рисунке 7.1, наилучшие биотехнологические показатели заквасок и теста были получены при внесении сахаросодержащих паст из сахарной свеклы или картофеля в состав питательной смеси для воспроизводства ржаных заквасок в количестве 17,5 мас.% от массы муки в закваске пасты сахарной свеклы в густую ржаную закваску, 7,5 мас.% – жидкую; 14,25 мас.% сахаросодержащей пасты из картофеля в густую ржаную закваску, 8 мас.% – в жидкую.

При этом, при внесении 17,5 % пасты сахарной свеклы от массы муки в закваске в густую закваску интенсивность кислотонакопления увеличилась в 2,2 раза, время обесцвечивания метиленовой сини сократилось на 23 минуты, продолжительность брожения на 60 минут, подъемная сила улучшилась на 34,2 %, скорость газообразования увеличилась на 47 %, объем закваски в 5 раз по сравнению с контролем. При внесении 7,5 % пасты сахарной свеклы (от массы муки в закваске) в жидкую закваску интенсивность кислотонакопления увеличилась в 2,1 раза, время обесцвечивания метиленовой сини сократилось на 25 минут, продолжительность брожения на 40 минут подъемная сила улучшилась на 32,9 %, скорость газообразования – на 18,8 %, объем закваски в 2 раза по сравнению с контрольными образцами.

Таблица 7.4

Влияние внесения сахаросодержащих паст
на активность молочнокислых бактерий в ржаных заквасках

Рис. 7.1. Влияние внесения овощной сахаросодержащей пасты на подъемную силу,
изменение объема заквасок и количество СО₂:
1 – густая закваска (контроль); 2 – густая закваска с добавлением 15 мас.% пасты сахарной свеклы от муки в закваске;
3 - густая закваска с добавлением 17,5 мас.% пасты сахарной свеклы от муки в закваске;
4 - густая закваска с добавлением 19 мас.% пасты сахарной свеклы от муки в закваске;
5 - густая закваска с добавлением 13 мас.% пасты из картофеля от муки в закваске;
6 - густая закваска с добавлением 114,25 мас.% пасты из картофеля от муки в закваске;
7 - густая закваска с добавлением 15,5 мас.% пасты из картофеля от муки в закваске;
8 – жидкая закваска (контроль); 9 - жидкая закваска с добавлением 6,25 мас.% пасты из сахарной свеклы от муки в закваске;
10 - жидкая закваска с добавлением 7,5 мас.% пасты из сахарной свеклы от муки в закваске;
11 - жидкая закваска с добавлением 8,75 мас.% пасты из сахарной свеклы от муки в закваске;
12 - жидкая закваска с добавлением 6,75 мас.% пасты из картофеля от муки в закваске;
13 - жидкая закваска с добавлением 8,0 мас.% пасты из картофеля от муки в закваске;
14 - жидкая закваска с добавлением 9,25 мас.% пасты из картофеля от муки в закваске.

Таблица 7.5

Влияние внесения овощной сахаросодержащей пасты в составе ржаной закваски
на биотехнологические характеристики теста из смеси ржаной и пшеничной муки 

Добавление 14,25 % сахаросодержащей пасты из картофеля от массы муки в закваске в густую закваску способствовало увеличению интенсивности кислотонакопления в 1,5 раза сокращению времени обесцвечивания метиленовой сини на 28,8 минут, продолжительности брожения на 50 минут, подъемная сила улучшилась на 20 %, скорость газообразования – на 21,8 %, объем закваски в 2,25 раза по сравнению с контрольными образцами. Внесение 8 % сахаросодержащей пасты из картофеля (от массы муки в закваске) в жидкую закваску способствовало увеличению интенсивности кислотонакопления в 1,5 раза, сокращению времени обесцвечивания метиленовой сини на 17 минут, продолжи-тельности брожения на 30 минут, подъемная сила улучшилась на 18,4 %, скорость газообразования – на 11,3 %, объем закваски в 1,8 раза по сравнению с контрольными образцами.

При этом при внесении 17,5 % пасты сахарной свеклы от массы муки в закваске в густую закваску интенсивность кислотонакопления увеличилась в 2,2 раза, время обесцвечивания метиленовой сини сократилось на 23 минуты, продолжительность брожения на 60 минут, подъемная сила улучшилась на 34,2 %, скорость газообразования увеличилась на 47 %, объем закваски в 5 раз по сравнению с контролем. При внесении 7,5 % пасты сахарной свеклы (от массы муки в закваске) в жидкую закваску интенсивность кислотонакопления увеличилась в 2,1 раза, время обесцвечивания метиленовой сини сократилось на 25 минут, продолжительность брожения на 40 минут подъемная сила улучшилась на 32,9 %, скорость газообразования – на 18,8 %, объем закваски в 2 раза по сравнению с контролем. Добавление 14,25 % сахаросодержащей пасты из картофеля (от массы муки в закваске) в густую закваску способствовало увеличению интенсивности кислотонакопления в 1,5 раза сокращению времени обесцвечивания метиленовой сини на 28,8 минут, продолжительности брожения на 50 минут, подъемная сила улучшилась на 20 %, скорость газообразования – на 21,8 %, объем закваски в 2,25 раза по сравнению с контролем. Внесение 8 % сахаросодержащей пасты из картофеля от массы муки в закваске в жидкую закваску способствовало увеличению интенсивности кислотонакопления в 1,5 раза, сокращению времени обесцвечивания метиленовой сини на 17 минут, продолжительности брожения на 30 минут, подъемная сила улучшилась на 18,4 %, скорость газообразования – на 11,3 %, объем закваски в1,8 раза по сравнению с контролем.

При приготовлении теста на заквасках с оптимальными дозировками также наблюдалось улучшение их биотехно-логических показателей по сравнению с контрольными образцами. Приготовление теста на густой закваске с добавлением 17,5 % пасты сахарной свеклы от массы муки в закваске способствовало увеличению объема теста на 31 %, скорости газообразования – на 9,5 %, при этом продолжительность брожения сократилась на 30 минут. Приготовление теста на жидкой закваске с добавлением 7,5 % пасты сахарной свеклы от массы муки в закваске способствовало увеличению объема теста на 41 %, скорости газообразования – на 5,6 %, при этом продолжительность брожения сократилась на 30 минут. Приготовление теста на густой закваске с добавлением 14,25 % сахаросодержащей пасты из картофеля от массы муки в закваске способствовало увеличению объема теста на 20 %, скорости газообразования – на 9,5 %, при этом продолжительность брожения сократилась на 25 минут. Приготовление теста на жидкой закваске с добавлением 8 % сахаросодержащей пасты из картофеля от массы муки в закваске способствовало увеличению объема теста на 35 %, скорости газообразования – на 5,6 %, при этом продолжительность брожения сократилась на 22 минуты.

Добавление в питательную смесь вместе с пастой сахарной свеклы сахарозы вызывает синтез фуранозидазы в клетках микроорганизмов. Известно, что в дрожжах существует прямая зависимость между накоплением биомассы и наличием в них рассматриваемого фермента. Фуранозидаза, расщепляя сахарозу до моносахаров, создает возможность интенсификации гликолиза, за счет увеличения концентрации его начального субстрата, что также может происходить вследствие гидролиза сахарозы под действием органических кислот закваски. Это в свою очередь ведет к образованию большего количества пировиноградной кислоты, которая вовлекается в спиртовое и молочнокислое брожение.

Внесение в питательную смесь для воспроизводства закваски сахаросодержащей пасты из картофеля, обогащает ее редуцирующими сахарами, которые являются легкоусваиваемыми бродильной микрофлорой закваски, что создает более благоприятные условия для жизнедеятельности молочнокислых бактерий и дрожжей по сравнению с контролем.

Минеральные вещества и витамины, содержащиеся во вносимых сахаросодержащих пастах из сахарной свеклы и картофеля также являются стимуляторами роста дрожжей и молочнокислых бактерий. При этом, как видно из результатов исследований представленных в таблице 7.6, качественные показатели хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки приготовленного на заквасках с оптимальными дозировками сахаросодержащих паст из сахарной свеклы и картофеля имели наилучшие качественные показатели по сравнению с контрольными образцами. Так, удельный объем хлеба приготовленного на густой ржаной закваске с добавлением 17,5 % пасты сахарной свеклы был выше контрольного на 8,2 %, пористость – на 6,8 %, сжимаемость мякиша – на 18,1 %, содержание бисульфитсвязывающих соединений – на 22,8 %. Удельный объем хлеба, приготовленного на жидкой ржаной закваске с добавлением 7,5 % пасты сахарной свеклы, был выше контрольного на 4,6 %, пористость – на 3 %, сжимаемость мякиша – на 47,8 %, содержание бисульфитсвязывающих соединений – на 25 %. Удельный объем хлеба, приготовленного на густой ржаной закваске с добавлением 14,25 % сахаросодержащей пасты из картофеля, был выше контрольного на 5,9 %, пористость – на 5 %, сжимаемость мякиша – на 18 %. Наилучшие биотехнологические показатели заквасок и теста, а также готового хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки были получены при внесении овощных сахаросодержащих паст в состав питательной смеси для воспроизводства ржаных заквасок в количестве (от массы муки в закваске): 17,5 % пасты сахарной свеклы в густую ржаную закваску, 7,5 % – жидкую; 14,25 % сахаросодержащей пасты из картофеля в густую ржаную закваску, 8 % – в жидкую (таблицы 7.4-7.6). При изменении дозировок сахаросодержащих паст качество полуфабрикатов и готовой продукции снижалось.

Таблица 7.6

Влияние внесения овощной сахаросодержащей пасты в составе ржаной закваски
на качество хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки

Это обусловлено тем, что только определенное соотношение компонентов в питательной смеси для воспроизводства ржаной закваски может стимулировать ее жизнедеятельность, что в свою очередь положительно сказывается на биотехнологических показателях полуфабрикатов и качестве готовой продукции. Внесение сахарсодержащих паст ниже оптимальных дозировок способствует тому, что биохимические и микробиологические процессы протекают недостаточно активно, чтобы обеспечить оптимальное улучшение биотехнологических свойств полуфабрикатов и готовой продукции.

Использование сахаросодержащих паст из сахарной свеклы или картофеля в количествах выше оптимальных дозировок вследствие увеличения концентрации питательной среды способствует снижению активности бродильной микрофлоры и как следствие ухудшению биотехнологических показателей полуфабрикатов и качества готовой продукции. Данный способ позволяет интенсифицировать технологический процесс, повысить качество хлеба, его пищевой ценности, увеличить выход, расширить сырьевую базу и использовать нетрадиционное сырья для повышения биотехнологических свойств полуфабрикатов для производства хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки.

Таким образом, внесение сахаросодержащих паст в оптимальных дозировках позволяет обогатить питательную среду всеми необходимыми веществами для жизнедеятельности микрофлоры [2]. Это способствует не только интесификации технологического процесса, но и также улучшению пищевой ценности хлеба, обогащению его пищевыми волокнами, минеральными веществами, витаминами.

Новизна проведенных исследований подтверждена патентом № 2228638 РФ «Способ производства хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки» от 20.05.2004, Бюл. № 42.