Использование достаточно дешевого овощного сырья при производстве хлебобулочных изделий позволит обеспечить население РФ независимо от его социального положения и уровня жизни, необходимыми питательными веществами.

Выбор продуктов переработки овощей, в частности, тыквы, моркови, столовой свеклы и картофеля при производстве хлебобулочных изделий связан с особенностями химического состава вносимых рецептурных компонентов, в состав которых входят витамины, макро- и микроэлементы, обладающие антиоксидантной активностью.

Внесение овощных порошков оказывает влияние на протекание биотехнологических операций процесса производства хлебобулочных изделий – созревание теста и окончательную расстойку тестовых заготовок через интенсификацию жизнедеятельности микроорганизмов, а также изменяет реологическое поведение полуфабрикатов. Установление критических точек (в соответствии с требованиями HACCP) реологических свойств полуфабрикатов с овощными добавками – деформационных характеристик, эффективной вязкости, скорости релаксации механических напряжений и др. позволит определять оптимальные дозировки овощных порошков ингредиентов и соответственно дозировку воды с учетом технологических свойств муки и, одновременно, прогнозировать качество производимых хлебобулочных изделий.

В данной работе использовались порошки моркови, тыквы, столовой свеклы, полученные с помощью инфракрасной сушки, а также два вида порошков картофеля сортов «Астерикс» и «Элдена» – кондуктивным (контактным) методом сушки до получения картофельных хлопьев с

Таблица 1

Физико-химические характеристики овощных порошков, полученных инфракрасной сушкой

Physical and chemical characteristics of vegetable powders made by infrared drying

Оценку реологического поведения порошков осуществляли по изменению напряжения их сжатия с помощью инденторов «Поршень ø49», «Цилиндр ø 36» и прибора «Структурометр СТ-1» [7]. Кривые прессования овощных порошков приведены на рис. 1.  

Рис.1. Изменение напряжения сжатия при прессовании овощных порошков

Fig. 1. Changes in compression strain in the process of pressing vegetable powders

При одинаковом насыпном объеме овощных порошков и фиксированном усилии нагружения (F = 50Н) величина деформации порошка моркови при прессовании оказалась на 40% больше, чем у трех других. Это, предположительно, можно объяснить тем, что при сушке морковной стружки удаляемая влага в большей степени разуплотняет ее волокнистую структуру.

Для оценки изменения микроструктуры овощных порошков при тепловой обработке получены кривые энтальпии с использованием дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) ДСМ-10МА производства ИБП РАН (г. Пущино), который обеспечивал нагрев проб порошков тыквы, моркови и столовой свеклы от 50 до 215 ºС и для порошков картофеля в диапазоне от 50 до 260 ºС со скоростью нагрева 8 ºС/мин (см. рис. 2 и 3). Метрологические характеристики прибора калибровалась по сертифицированным стандартным образцам температур и энергий фазовых переходов нафталина (80,28±0,2 ºС, 150 Дж/г), индия (156,45±0,2 ºС, 28,44 Дж/г) и олова (231,75±0,3 ºС, 60,67 Дж/г) по методическим указаниям МИ 496-84.

Рис. 2. Изменение энтальпии овощных порошков при их нагревании: С – порошок столовой свеклы; М – порошок моркови; Т – порошок тыквы

Fig. 2. Changes in enthalpy of vegetable powders in the process of heating: C – beetroot powder; M – carrots powder; T – pumpkin powder

Рис. 3. Изменение энтальпии порошка картофеля (К) при его нагревании

Fig. 3. Changes in enthalpy of potatoes powder (K) in the process of heating

На термограммах рис. 2 и 3 овощных порошков наблюдается два эндотермических пика: первый, в диапазоне от 50 до 140 ºС (для Т, М, С) и от 50 до 120 ºС (для К), отражающий процесс испарения воды; второй, на уровне 150ºС (для М и С), 157, 5 ºС (для К) и 172 ºС (для Т), отражающий переход первоначальной волокнистой или кристаллической структуры в пластическое или расплавленное состояние. Это говорит о том, что при выпечке хлебобулочных изделий, в рецептуру которого входят порошки, не будет происходить их термического разложения, так как мякиш хлеба прогревается максимум до 96-98 ºС, т.е. при производстве хлебобулочных изделий нативные физиологические свойства порошков сохранятся. На поверхности корки хлеба, которая прогревается до 180 ºС, наоборот произойдет плавление порошков, которое будет способствовать повышению ее глянцевитости и степени равномерности окраски.

Формирование структуры полуфабриката начинается на стадии его приготовления, основополагающей операцией которой является замес теста. Оценивая реологическое поведение, например, пшеничного теста при замесе по параметрам фаринограммы устанавливается в первую очередь консистенция теста и момент его готовности. Консистенция теста позволяет устанавливать необходимое количество воды, но при этом отсутствует информация о вязкости теста после замеса, т.е. информация о связности коагуляционной структуры для ржаного теста и коагуляционно-кристаллизационной структуры для пшеничного теста.

Существующие ротационные вискозиметры не позволяют измерять вязкость пшеничного теста, являющегося упруго-вязко-пластичным материалом, поэтому были разработаны современные методы контроля вязкости пшеничного и ржаного теста. Для разработки методов использовали информационно-измерительную систему, включающую прибор «Структурометр СТ-2» (Россия), разъемную кювету и индентор «Пластина ребристая», которые в свое время использовали для получения кривой ползучести с помощью прибора «Вейлера-Ребиндера». Таким образом, разработанные методы контроля вязкости пшеничного и ржаного теста, заключаются в определении усилия нагружения на инденторе «Пластина ребристая», обеспечивающим определенную относительную деформацию полуфабрикатов, а затем в установлении параметров экспоненциального закона релаксации механических напряжений для пшеничного теста и параметров течения ржаного теста, с последующим расчетом искомой реологической характеристики.

 Для определения влияния овощных порошков на реологические свойства теста и качество готового хлеба нами осуществлялся контроль кинетики реологического поведения пшеничного и ржаного теста в процессе замеса с разными дозировками порошка тыквы и моркови для пшеничного и порошка столовой свеклы для ржаного теста. Замес пшеничного и ржаного теста осуществляли до готовности, на приборе «Do-Corder C3» (фирма «Brabender»-Германия), которая фиксировалась по экстремальному максимальному значению величины крутящего момента на приводе месильных органов. Консистенция пшеничного и ржаного теста составила 640±10 е.Ф. и 250±10 е.Ф соответственно.

Перед проведением пробных лабораторных выпечек проводили оценку реологических свойств пшеничного и ржаного теста после замеса, результаты которой представлены на рис. 4 и 5.

Рис. 4.  Изменение вязкости (η) пшеничного теста в зависимости от дозировки порошков тыквы (а) и моркови (б)

Fig.  4. Changes in viscosity (η) of wheat dough in relation to the dosage of pumpkin powder and carrots powder (6)

Рис. 5. Изменение вязкости (η) ржаного теста после замеса в зависимости от дозировки порошка столовой свеклы

Fig. 5. Changes in viscosity (η) of rye dough in relation to the dosage of beetroots powder

Максимальные значения эффективной вязкости пшеничного теста наблюдаются при внесении порошков тыквы и моркови в количествах 5 и 4% соответственно. Это говорит о том, что при данных дозировках проявляется наибольшая реакционная способность порошков в формировании и укреплении структуры теста при замесе до его готовности. При этом установлено, что внесение порошков способствует укреплению клейковины, оцениваемому с помощью прибора ИДК-3М (ООО «ПЛАУН-системы», Россия). С внесением различных дозировок порошка столовой свеклы показатель вязкости ржаного теста изменяется по параболическому закону, минимальное значение у которой соответствовало дозировке порошка, равной 4%.

После проведения пробных лабораторных выпечек хлебобулочных изделий из пшеничной и ржаной муки подтверждены дозировки используемых в работе овощных порошков и установлено их влияние на органолептические и физико-химические показатели качества. Удельный объем и пористость которых находились в следующих пределах: для пшеничного хлеба – 4,5 см³/г и 85%, для ржаного хлеба – 1,5-1,8 см³/г и 58-62%.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Определены физико-химические свойства овощных порошков: деформация прессования, плотность, гранулометрический состав.
2. Установлены температуры перехода в пластическое состояние овощных порошков: для порошков тыквы – 172˚С, для картофеля – 157,5˚С, для моркови и столовой свеклы – 150˚С, указывающие на сохранение их нативных физиологических свойств при выпечке хлебобулочных изделий.
3. Установлено влияние дозировок порошка тыквы и моркови на реологическое поведение пшеничного теста после замеса, а также показатели качества готовых изделий.
4. Установлено влияние дозировки порошка столовой свеклы на реологическое поведение ржаного теста после замеса, а также показатели качества готовых изделий.