Способ производства хлеба

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства хлеба включает приготовление теста, брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок. В тесто добавляют экструдат из смеси виноградных семян и зерна пшеницы в количестве 15-20% к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси, который получают путем термовакуумной экструзии смеси виноградных семян и зерна пшеницы влажностью 20-21% в соотношении 1:3 с помощью экструдера, оснащенного двумя последовательно расположенными камерами – предварительного и окончательного обезвоживания. Причем в камере предварительного обезвоживания поддерживают нормальное атмосферное давление, а в камере окончательного обезвоживания – 0,05-0,06 МПа. Температуру экструдата на выходе из фильеры поддерживают на уровне 120-130°С, а содержание влаги в экструдированном продукте регулируют на уровне не более 8% за счет изменения величины вакуума в камере окончательного обезвоживания. При этом смесь семян винограда влажностью 38-42% и зерна пшеницы влажностью 14% перед экструдированием выдерживается в течение 2-3 ч. Изобретение позволяет улучшить качество хлеба за счет повышения биологической ценности и пищевой ценности, а также позволяет сохранить положительные свойства виноградных семян в процессе их переработки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенных для функционального питания.

Известен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение опары из части пшеничной муки, воды и дрожжей, ее брожение, последующее получение теста путем смешивания всего количества опары с добавлением остального количества муки, воды, солевого и сахарного растворов, брожение теста, разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок, при этом при получении теста одновременно со всеми рецептурными компонентами без дополнительной подготовки вносят виноградное масло, полученное из виноградных косточек, в количестве 3,0-4,0% к массе муки в тесте. Изобретение позволяет улучшить качество хлебобулочных изделий и придать им функциональные свойства [1].

Недостатком способа является значительное удорожание получаемого продукта и ограниченное использование полезных свойств виноградных семечек, так как их многие полезные ингредиенты остаются невостребованными в составе обезжиренной муки.

Известен способ приготовления хлебобулочных изделий, включающий получение опары из части муки, воды и дрожжей, ее брожение, последующее получение теста путем смешивания опары, воды, солевого раствора с оставшейся частью муки, брожение теста, разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок. В процессе реализации данного способа перед смешиванием с оставшейся частью муки дополнительно вводят порошок, полученный из виноградных семян путем измельчения их в две стадии, на первой из которых семена подвергают дроблению, а на второй – тонкому измельчению в пленке толщиной 0,1-2,0 мм при температуре 40-60^oC и скорости потока 0,3-0,5 м/с. Порошок вводят в замешиваемое тесто в виде суспензии в воде, при соотношении виноградный порошок-вода (1:2)-(1:4) [2].

Недостатком такого способа является высокая трудоемкость получения вносимой добавки, а также снижение органолептических показателей хлеба при увеличении дозировки виноградного порошка в рецептуре.

Известен способ приготовления диетического хлеба, включающий замес теста из 80 кг муки пшеничной хлебопекарной первого сорта, 40 кг муки ржаной, 4 кг муки из молотых виноградных семян, 1,6 кг дрожжей хлебопекарных прессованных, 1,2 кг соли поваренной пищевой, 2 кг сахара-песка и 54,6 кг воды. После чего проводят брожение теста, расстойку и выпечку. Хлеб обладает повышенной пищевой и биологической ценностью, повышаются его пористость, удельный объем, формоустойчивость [3].

Недостатком такого способа, принятого за прототип, является относительно малая доля вносимой муки виноградных семян (3,3 % к массе муки), не позволяющая обеспечить получаемому хлебу функциональных свойств. Кроме этого мука, получаемая путем измельчения виноградных семян (без применения специального дорогостоящего измельчающего оборудования), существенно ухудшает органолептические свойства хлебобулочных изделий из-за характерного хруста.

Известно, что семена винограда (виноградные косточки) содержат в своем составе белки, липиды, углеводы, вещества, обладающие Р-витаминной активностью (эпикатехин, рутин, органические кислоты), а также витамины, провитамины, макро- и микроэлементы. В сочетании с этим углеводы семян содержат практически все группы пищевых волокон – пектин, протопектин, целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин.

По содержанию витамина Е, ненасыщенных жирных кислот (НЖК), фитостеринов и пищевых волокон продукты переработки виноградных семян могут быть отнесены к группе функциональных пищевых добавок, которые в современных технологиях продуктов питания применяются в виде муки, масла или шрота.

Накопленный к настоящему времени опыт применения виноградных семечек в технологиях продуктов питания позволяет рекомендовать их в качестве пищевой добавки в виде измельченной массы без выделения из нее липидов (жира). Вместе с тем практическая реализация такого подхода к применению данного сырья имеет существенные недостатки. Первый из них связан со строением виноградной семечки. Семена у винограда мелкие и состоят из прочной кожуры, эндосперма и зародыша, который находится в носике (клювике). Кожура имеет покров и среднюю оболочку. Покров семечки представляет собой крепкую внешнюю оболочку. Средняя оболочка имеет каменистые клетки, замедляющие прорастание зародыша. Именно эти каменистые клетки богаты фенольными веществами. Запасные питательные вещества – белки, липиды и углеводы, локализуются в эндосперме. Здесь же в связанном, неактивном состоянии находятся ферменты; в процессе набухания семечки они активизируются и готовы выполнять свои функции.

Особенностью углеводов, входящих в состав виноградных семечек является сравнительно большое содержание лигнина – до 40 %. По большей части он содержится в каменистых клетках, а также в вытянутой части семечки. Измельчение лигнина до приемлемого размера частиц – технически сложная задача, связанная с повышенными затратами энергии на реализацию технологического процесса (при невысоком качестве готового продукта) или наличием дорогостоящего оборудования. Снизить затраты энергии на измельчение виноградных семечек можно за счет их увлажнения и набухания, однако в таком виде они не могут храниться [4].

Таким образом, для хорошей сохранности виноградных семечек они должны быть высушенными, а измельчать их в таком виде – нецелесообразно, так как использование полученного в таких условиях порошка в пищевых технологиях приводит к характерному недостатку готового продукта (хлебобулочных изделий) – хруст и ощущение твердых, неизмельченных частиц семечек [5].

Второй недостаток, характерный для применения измельченных нативных виноградных семечек связан с малым сроком хранения добавки в таком виде: при отсутствии специальных условий хранения в части температурного режима сырье темнеет (окисляются дубильные вещества) и срок его годности ограничен 20-24 часами.

Таким образом, недостатком технологий пищевых продуктов, в которых применяются виноградные косточки, является высокая трудоемкость получения продуктов их переработки и невозможность их даже кратковременного хранения без существенного ухудшения качества. При этом следует отметить, что выжимки, из которых выделяют косточки, плохо сохраняются; при хранении в семенах существенно снижается масличность, а также ухудшается качество масла из-за развития в нем гидролитических и окислительных процессов. Обычно влажность семечек после их выделения из ягод винограда составляет 38-42 %. Вследствие этого рекомендуется перерабатывать выжимки сразу после их получения. Сушка сырья является чрезвычайно энергоемким технологическим процессом, требующим жесткого контроля за его температурным режимом. При этом основным препятствием, затрудняющим широкое использование полезных свойств масла виноградных семечек является высокие затраты на их переработку и проблемы с хранением получаемой пищевой добавки [4].

Одним из вариантов применения виноградных семечек, выгодным с технологической и экономической точек зрения, является выработка на их основе композитных смесей в виде экструдатов.

Заявляемый в качестве изобретения способ получения хлеба позволяет сохранить положительные свойства виноградных семечек в процессе их переработки, а также улучшить качество готового пищевого продукта за счет повышения его биологической и пищевой ценности.

Этот результат достигается тем, что предлагаемый способ производства хлеба, включает приготовление теста путем смешивания предусмотренных рецептурой компонентов и продукта переработки семечек винограда в количестве 15-20 % к массе муки, брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок.

Одним из основных технологически значимых параметров процесса экструдирования смеси семечек винограда и зерна пшеницы является влажность обрабатываемого сырья. Учитывая, что согласно ГОСТ Р 52554-2006 базисным кондициям для зерна пшеницы соответствует массовая доля влаги 14%, а влажность свежих семечек винограда обычно составляет 38-42 %, обрабатываемая смесь в соотношении 1:3 (семечки винограда : зерно пшеницы) будет иметь влажность 20-21% , что технологически приемлемо для экструзионного процесса.

В том случае, если предполагается обрабатывать высушенные семечки винограда, то рациональная подготовка смеси для ее экструдирования включает в себя увлажнение семечек винограда до достижения в них массовой доли влаги равной 38-42 %, добавление к ним зерна пшеницы влажностью 14 %, перемешивание и выдерживание (отволаживание) полученной смеси в течение 2-3 часов в емкости смесителя. Такой режим подготовки позволит существенно уменьшить прочность каменистых клеток средней оболочки семян винограда.

Экструзионную обработку смеси виноградных семян и зерна пшеницы влажностью 20-21% в соотношении 1:3 осуществляют в экструдере, оснащенном двумя последовательно расположенными камерами – предварительного и окончательного обезвоживания, причем в камере предварительного обезвоживания обеспечивается атмосферное давление, а в камере окончательного обезвоживания – пониженное давление (вакуум), равное 0,05-0,06 МПа. Температуру экструдата на выходе из фильеры поддерживают на уровне 120-130^оС, при этом содержание влаги в экструдированном продукте регулируют на уровне 8-10% за счет изменения величины вакуума в камере окончательного обезвоживания.

Экструдированную смесь виноградных семян и зерна пшеницы добавляют в количестве 15-20 % к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении.

Реализацию предлагаемого экструзионного процесса можно осуществить с помощью экструдера, включающего загрузочный бункер, корпус, шнек, фильеру матрицы, режущее устройство, две камеры, одна из которых оснащена системой отвода и конденсации влаги, а также два шлюзовых затвора.

При этом в первой камере экструдат подвергается предварительному обезвоживанию, а во второй – окончательному.

Камера предварительного обезвоживания расположена соосно корпусу экструдера и соединена с камерой окончательного обезвоживания с помощью шлюзового затвора. Для выпуска влажного горячего воздуха и поддержания в камере атмосферного давления в ней предусмотрен выпускной клапан.

Система отвода и конденсации влаги камеры окончательного обезвоживания состоит из вакуумного насоса, вакуум-баллона, вакуум-регулятора и вакуум-метра.

Вакуумная камера окончательного обезвоживания расположена последовательно камере предварительного обезвоживания и ограничена с обеих сторон двумя шлюзовыми затворами. С системой отвода и конденсации влаги эта камера соединена соответствующим трубопроводом.

Шлюзовые затворы обеспечивают перемещение экструдата из камеры предварительного обезвоживания в камеру окончательного обезвоживания и далее из камеры окончательного обезвоживания – за пределы экструдера без разгерметизации камер.

Шлюзовой затвор представляет собой корпус цилиндрической формы и вращающуюся в нем многолопастную (4-12 шт.) крыльчатку (ротор) на шариковых подшипниках.

Для создания в вакуум-баллоне и соответственно в камере окончательного обезвоживания пониженного давления (давления ниже атмосферного) в экструдере предусмотрен вакуумный насос.

Вакуум-регулятор необходим для регулирования и поддержания заданного давления в вакуум-баллоне. Для контроля давления в вакуум-баллоне экструдера служит вакуум-метр.

Технологический процесс экструдирования смеси виноградных семян с зерном пшеницы осуществляется следующим образом. Обрабатываемое сырье поступает в загрузочную камеру экструдера и, захваченное его шнеком последовательно проходит зоны прессования и дозирования, нагреваясь до температуры 120-130 ⁰С, а затем выводится через фильеру матрицы в камеру предварительного обезвоживания. На выходе из фильеры экструдат разрезается на частицы размером 0,5-0,6 мм режущим устройством, входящим в состав экструдера.

Попадая из области высокого давления (во внутреннем тракте экструдера) в зону атмосферного давления, сырье подвергается декомпрессионному взрыву, который представляет собой процесс мгновенного перехода воды, находящейся в сырье, в пар.

В процессе испарения жидкости с поверхности экструдата его температура снижается примерно на 30^оС, а содержание влаги – примерно в два раза.

Образующийся горячий пар удаляется за пределы машины с помощью выпускного клапана.

С помощью шлюзового затвора предварительно обезвоженный экструдат перемещается в камеру окончательного обезвоживания экструдера. В этой камере поддерживается более низкое рабочее давление, чем в камере предварительного обезвоживания. Величина этого давления (вакуума) должна обеспечивать кипение оставшейся жидкости в продукте после обработки его в камере предварительного обезвоживания и составляет 0,05-0,06 МПа.

Содержание влаги в экструдированном продукте регулируют изменением величины вакуума в камере окончательного обезвоживания за счет вакуум-регулятора.

Готовый продукт с помощью второго шлюзового затвора выводится за пределы экструдера.

Экструзионная обработка смеси виноградных семян и зерна пшеницы и воздействие пониженного давления на выходе экструдата из фильеры вызывает биохимические изменения, способствующие снижению содержания нативного крахмала и повышению количества водорастворимых углеводов в обрабатываемом сырье.

Оптимальным является применение измельченного экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы в количестве 15-20% к массе муки высшего или первого сорта или их смеси в любом соотношении, что способствует интенсификации спиртового брожения и повышению пищевой ценности хлеба за счет повышения содержания и качества липидов, находящихся в экструдате.

Применение экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы в количестве менее 15% к массе муки высшего или первого сорта или их смеси в любом соотношении повышает пищевую ценность хлеба, но приводит к незначительному улучшению органолептических и физико-химических показателей, таких как структура пористости, удельный объем.

Применение экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы в количестве более 20 % к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении повышает пищевую ценность хлеба, но приводит к ухудшению внешнего вида изделий, снижает органолептические показатели, удельный объем, пористость и потребительские свойства получаемого продукта.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. К семенам винограда добавляется расчетное количество воды, обеспечивающее влажность сырья на уровне 38-42 %. Семена винограда и очищенное от примесей зерно пшеницы влажностью 14 %, перемешивают в пропорции 1:3 и оставляют в емкости смесителя для выдержки в течение 2-3 часов.

Смесь виноградных семян влажностью 20-21% и зерна пшеницы подвергают экструзионной обработке в течение 10-15 секунд при температуре 120-130^оС. На выходящий из фильеры машины экструдат в камере предварительного обезвоживания воздействует воздух с атмосферным давлением с целью интенсивного «вскипания» (вспучивания) обрабатываемого сырья и достижения в нем влаги не более 12%. Одновременно экструдат разрезается на частицы размером 0,4-0,5 мм режущим устройством, входящим в состав экструдера.

При поступлении в камеру окончательного обезвоживания на экструдат воздействуют пониженным давлением, равным 0,05-0,06 МПа с целью достижения в нем влаги не более 8%.

Полученный экструдат смешивают с ингредиентами, входящими в рецептуру хлебобулочного изделий в количестве 15-20% к массе используемой для замеса пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении.

Пример конкретного выполнения способа.

Получают экструдат смеси виноградных семян и зерна пшеницы. Тесто готовят безопарным методом. Замешивают тесто из пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси в любом соотношении, дрожжей хлебопекарных прессованных, раствора соли, воды, экструдата виноградных семян и зерна пшеницы (18% к массе муки).

Замешенное тесто с влажностью 45-46 % оставляют для брожения на 160 минут при температуре 33-34 °С. Во время брожения через 50-55 минут проводят обминку теста.

Выброженное тесто подают на разделку, где его делят на куски заданной массы и производят округление заготовок вручную или с помощью соответствующих машин.

Далее округленные тестовые заготовки подают на расстойку в расстойный шкаф при температуре воздуха 35-40^оС и относительной влажности 80-85%.

Расстоявшиеся тестовые заготовки направляют на выпечку при температуре 220-225°С. Продолжительность выпечки составляет 25-30 минут.

Результаты оценки показателей качества хлеба, приготовленного по заявляемому способу (18% экструдата) и выпеченного по прототипу (в рецептуре ржаная мука заменялась мукой пшеничной первого сорта), приведены в таблице.

Таблица – Показатели хлеба

Показатели хлеба	Контрольный образец	Опытный образец
Удельный объем, см3/100 г	3,4	3,7
Пористость, %	70	76
Влажность, %	42,8	41,5
Кислотность, град.	2,2	2,1
Формоустойчивость , Н:D	0,42	0,48
Срок хранения, без изменения внешнего вида и вкуса, ч	58	64

При добавлении 10 % экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта удельный объем хлеба незначительно отличается от контроля – на 3,8 %, пористость остается на уровне контроля, влажность – в пределах, установленных стандартом, формоустойчивость образца – на уровне контроля. Использование этого количества экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы улучшает пищевую ценность хлеба.

При использовании 15 % экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта удельный объем хлеба увеличивается на 6,1 %, пористость увеличивается на 5,5%, формоустойчивость повышается на 8,8 %, влажность – в пределах, установленных стандартом. Хлеб имеет привлекательный внешний вид, цвет мякиша – светлый с серовато-желтым оттенком, приятный вкус и аромат.

При добавлении 15 % экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта удельный объем хлеба возрастает на 8,7 % по отношению к контролю, пористость – на 7,9 %, формоустойчивость повышается на 12,1%, влажность – в пределах, установленных стандартом. Хлеб имел привлекательный внешний вид, цвет мякиша – светлый с серовато-желтым оттенком, вкус и аромат незначительно снижаются по сравнению с предыдущим образцом.

При добавлении 20 % экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы к массе муки пшеничной первого сорта удельный объем хлеба возрастает на 8,9 % по отношению к контролю, пористость – на 8,3 %, формоустойчивость повышается на 14,6%, влажность – несколько выше стандарта. Хлеб имел привлекательный внешний вид, цвет мякиша – сероватый с желтым оттенком, вкус и аромат незначительно снижаются по сравнению с предыдущим образцом.

Таким образом, при использовании экструдата смеси виноградных семян и зерна пшеницы в количестве 15-20 % к массе муки пшеничной первого сорта хлеб имеет привлекательный внешний вид, приятный вкус и аромат. Структура пористости: средняя, равномерная, развитая; мякиш хлеба хорошо пропеченный, невлажный, не липкий на ощупь, с едва заметными включениями частиц экструдата. Цвет мякиша готового хлеба светлый и светлый с серовато-желтым оттенком.

Применение предлагаемого способа позволяет получить хлеб с обогащенным составом при сохранении высокого качества и хороших потребительских свойств.

Литература

1. RU 2596701 С2. Опубликовано 10.09.2016.

2. RU 2173521 С1. Опубликовано 20.09.2001.

3. RU 2360420 С2. Опубликовано 10.07.2009.

4. Курочкин, А.А. Применение виноградных косточек в качестве сырья для композитных /А.А. Курочкин, М.Н. Родин //Инновационная техника и технология. – 2020. – №3. – С. 11-16.

5. Смольянова, А.П. Совершенствование технологии булочных изделий с использованием муки виноградной косточки /А.П. Смольянова, М.О. Волошина //Инновационная техника и технология. – 2019. – № 4. – С. 12-17.

1. Способ производства хлеба, включающий приготовление теста, брожение теста, его разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок, характеризующийся тем, что в тесто добавляют экструдат из смеси виноградных семян и зерна пшеницы в количестве 15-20% к массе пшеничной муки высшего сорта или первого сорта или их смеси, который получают путем термовакуумной экструзии смеси виноградных семян и зерна пшеницы влажностью 20-21% в соотношении 1:3 с помощью экструдера, оснащенного двумя последовательно расположенными камерами – предварительного и окончательного обезвоживания, причем в камере предварительного обезвоживания поддерживают нормальное атмосферное давление, а в камере окончательного обезвоживания – 0,05-0,06 МПа, при этом температуру экструдата на выходе из фильеры поддерживают на уровне 120-130°С, а содержание влаги в экструдированном продукте регулируют на уровне не более 8% за счет изменения величины вакуума в камере окончательного обезвоживания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь семян винограда влажностью 38-42% и зерна пшеницы влажностью 14% перед экструдированием выдерживают в течение 2-3 ч.