Краснова М.С., к.т.н. Сидоренко Г.А., к.т.н. Попов В.П.,

к.т.н. Ялалетдинова Д.И., Ханина Т.В.

ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», г.Оренбург

Оптимизация параметров электроконтактной выпечки бескоркового хлеба

 

В настоящее время определенный интерес вызывают интенсивные технологии приготовления продуктов питания. Электроконтактная (ЭК) выпечка является одним из наиболее интенсивных способов прогрева тестовой заготовки, позволяющая минимизировать потерю полезных свойств сырья и получить бескорковый хлеб повышенной пищевой ценности.

При ЭК-способе выпечки расстоявшаяся тестовая заготовка помещается между двумя пластинами из нержавеющей стали, являющимися электродами, включаемыми на время выпечки в сеть переменного тока. При прохождении электрического тока тестовая заготовка быстро и равномерно прогревается и переходит в состояние мякиша хлеба. Процесс ЭК-выпечки завершается при достижении мякишем температуры около 1000 С, при этом традиционной корки не образуется. Отсутствие традиционной корки повышает пищевую ценность хлеба за счет снижения активности реакции меланоидинообразования, содержания продуктов полимеризации жиров, окисных веществ, полициклических ароматических углеводородов (в том числе канцерогена – бенз-α-пирена), неусваиваемых организмом соединений, которые могут вызвать механическое раздражение стенок желудка, неблагоприятно сказывающееся на состоянии желудочно-кишечного тракта человека [1-4].

Более низкое температурное воздействие при ЭК-выпечке приводит к большей сохранности витаминов в готовом хлебе [5].

Кроме того ЭК-выпечка, является самым предпочтительным способом выпечки при разработке технологий диабетических сортов хлебобулочных изделий, позволяющих снизить скорости расщепления углеводов хлеба в организме человека [6].

Актуальным является оптимизация параметров ЭК-выпечки хлеба, позволяющая получать бескорковый хлеб высокого качества.

Для проведения оптимизации ЭК-выпечки хлеба была проведена серия предварительных экспериментов, показавших, что наибольшее влияние на процесс ЭК-выпечки и показатели качества готовых изделий оказывают: массовая доля влаги в тесте, степень разрежения пекарной камеры и объемное напряжение (отношение напряжения к расстоянию между электродами). Наилучшие показатели качества хлеба ЭК-выпечки достигались при внесении в тесто соли в количестве 0,65 %, сухих дрожжей – 2,0 % и продолжительности выпечки 3-5 мин при напряжении 220 В. Оптимальная дозировка муки на одну тестовую заготовку составляла 250 г при площади электродов 1,5*104 мм2 и расстоянии между ними 100 мм. Массовая доля влаги в тесте должна составлять 50-56 % при безопарном способе тестоприготовления и продолжительности его созревания 185…200 мин. Диапазон оптимальных значений степени разрежения пекарной камеры был определен в интервале от 20 до 40 кПа[7-8].

Значительное количество показателей качества хлеба (объемный и весовой выход, кислотность, пористость, экспертная оценка) приводило  к сложностям при оценке и сравнении различных образцов. В связи с этим был разработан комплексный показатель качества хлеба, включающий все единичные показатели с соответствующими коэффициентами значимости. Пятибальная шкала, использованная на первом этапе исследований, в ходе экспериментов была уточнена и трансформирована в десятибальную шкалу перевода отдельных показателей  в баллы комплексной характеристики качества хлеба. Комплексный показатель качества включает сумму баллов отдельных показателей качества умноженных на соответствующий коэффициент значимости: объемный выход на коэффициент 0,3; весовой выход - 0,1; пористость – 0,3; экспертная оценка – 0,2; кислотность – 0,02; продолжительность выпечки – 0,08. Следует отметить, что для установления коэффициентов значимости отдельных показателей, входящих в состав комплексного показателя качества и для экспертной оценки готовых изделий была сформирована группа экспертов, являющихся специалистами в области хлебопечения и знающими особенности приготовления бескоркового хлеба выпекаемого ЭК-способом. Экспертная оценка проводилась методом ранжирования по пятибалльной шкале, а для определения суммарной характеристики каждый единичный показатель умножался на соответствующий коэффициент: вкус - 5; консистенция - 2; запах - 1,5; внешний вид - 1,5.

На основе предварительных экспериментов по известным методикам [9] был составлен и реализован план трехфакторного эксперимента по установлению влияния объемного напряжения, массовой доли влаги в тесте и степени разрежения пекарной камеры на комплексный показатель качества, органолептические свойства (экспертную оценку) и объемный выход хлеба выпекаемого ЭК-способом. При этом массовая доля влаги в тесте варьировала в пределах от 48 до 56 %, объемное напряжение - от 0,89 до 5,07 В/мм и степень разрежения пекарной камеры - от 0 до 40 кПа.

По результатам эксперимента, при помощи программного средства, разработанного на факультете прикладной биотехнологии и инженерии Оренбургского государственного университета, получены уравнения регрессии второго порядка и проведена оптимизация ЭК-выпечки хлеба.

Уравнения регрессии:

для комплексного показателя качества хлеба ЭК-выпечки:

                           (1)

для экспертной оценки качества хлеба ЭК-выпечки:

                             (2)

для объемного выхода хлеба ЭК-выпечки:

          (3)

где: τ – объемное напряжение;

M – массовая доля влаги в тесте;

р – степень разрежения пекарной камеры.

Величины τ, M, р даны в условных единицах.

Для перевода натуральных единиц в условные можно воспользоваться следующими уравнениями:

                                                                            (4)

                                                                             (5)

                                                                                              (6)

Величины со штрихом натуральные,

где  – массовая доля влаги в тесте, %;

 – объемное напряжение, В/мм;

 - степень разрежения пекарной камеры, кПа.

По результатам трехфакторного эксперимента были построены плоскости равного выхода, анализ которых позволил установить, что оптимальными являются объемное напряжение 4,86-5,07 В/мм, степень разрежения пекарной камеры 32-40 кПа, массовая доля влаги в тесте 54-56 %, при этом комплексный показатель качества хлеба ЭК-выпечки составит более 8 баллов, экспертная оценка хлеба - более 0,33, объемный выход хлеба - более 500 %.

 

Литература:

1.        Шевелева Г.И. Разработка способов повышения витаминной ценности хлебобулочных изделий. Дисс. канд. тех. наук. - М. - 1992 – 178 с.

2.                 Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. – М.: Высшая школа, 1991. - 288 с.

3.        Кретович В.Л., Токарева Р.Р. Проблемы пищевой полноценности хлеба. – М.: Наука, 1978. – 250 с.

4.         Пономарева А.Н. Участие свободных аминокислот в реакции меланоидинообразования при изготовлении хлеба: Дис. канд. биол. наук.- М.: 1964. – 272 с.

5.        Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 415 с.

6.        Матвеева И.В., Утарова А.Г., Пучкова Л.И. и др. Новое направление в создании технологии диабетических сортов хлеба. Обзор. инф. Серия.: Хлебопекарная и макаронная промышленность. - М.: ЦНИИТЭИ Хлебопродуктов, 1991. - 44 с.

7.        Сидоренко, Г.А. Исследование особенностей выпечки бескоркового хлеба на основе системного подхода / Г.А. Сидоренко, В.П. Попов, В.Л. Касперович // Вестник ОГУ. – 1999. - № 1. – С.81-86.

8.        Сидоренко, Г.А. Разработка технологии производства хлеба с применением электроконтактного энергоподвода. Дисс. канд. технич. наук / Г.А. Сидоренко //М. – 2002. – 178с.

9. Грачев Ю.П., Плаксин Ю.Н. Математические методы планирования эксперимента. – М.: ДеЛи принт, 2005.