авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Совершенствование технологии производства хлебобулочных изделий из пшеничной муки с использованием пластифицированных жировых продуктов

На правах рукописи

МИЗОВА Ирина Хазритовна СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛАСТИФИЦИРОВАННЫХ ЖИРОВЫХ ПРОДУКТОВ Специальность 05.18.01. - Технологии обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Черных Валерий Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Дубцов Георгий Георгиевич кандидат технических наук, с.н.с.

ГНУ ВНИИЭСХ Тарасова Людмила Петровна

Ведущая организация: НОУ ДПО «Международная промышленная академия»

Защита состоится «15» декабря 2011г. в 11 30 часов в ауд. 302 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу:

125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.11.

Автореферат отправлен по адресу referat_vak@mon.gov.ru для размещения в сети Интернет Министерства образования и науки РФ и размещен на сайте – www.mgupp.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУПП.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю Совета.

Автореферат разослан «» 2011г.

Ученый секретарь Совета к.т.н., доц. Белявская И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей, стоящей перед хлебопекарной промышленностью, является получение хлебобулочных изделий с заранее заданными показателями качества. Решение этой задачи может быть основано на управлении технологическими свойствами сырья с учетом рецептуры изделий.

Одним из рецептурных компонентов, обладающих малой реакционной способностью с биополимерами хлебопекарной муки, но существенным образом изменяющим реологические свойства пшеничного теста и показатели текстуры готовых изделий, являются жировые продукты.

В разные годы исследованием эффективности использования существующих и вновь создаваемых жировых продуктов при производстве хлебобулочных изделий занимались многие отечественные и зарубежные исследователи: Л.И.Пучкова, А.П.Нечаев, Е.П.Корнена, Л.П.Тарасова, Т.Б.Цыганова, Б.А.Рогов, С.П.Носенко, И.В.Матвеева, А.Н.Андреев, Y. Pomeranz, T.A.Wilson, P. S.Belton и др.

Технологический эффект, предопределяющий органолептические и физико химические показатели качества булочных и сдобных изделий, обусловлен видом и химическим составом используемого жирового продукта, количеством и способом его внесения, а также хлебопекарными свойствами перерабатываемой муки, рецептурой и способом приготовления пшеничного теста.

На хлебопекарных предприятиях качество жировых продуктов в основном определяется по органолептическим показателям, хотя в жировой промышленности до настоящего времени используется прибор «Каминского» для оперативного контроля твердости саломаса и маргарина. В современных условиях работы хлебопекарной промышленности данного показателя недостаточно для полной оценки технологических свойств жировых продуктов используемых, например, при производстве булочных или сдобных слоеных изделий.

При производстве хлебобулочных изделий маргарин вносится, в основном, в растопленном виде, что приводит к разрушению его нативной структуры, т.е. к расслоению на жидкую и твердую фазы, приводящему к высвобождению связанной воды, которая снижает консистенцию теста при его замесе. Кроме этого, такое изменение агрегатного состояния маргарина сказывается негативно на улучшающем эффекте показателей качества готовых изделий.

Внесение маргарина в пластифицированном виде носит ограниченный характер из-за отсутствия технологического регламента его подготовки к производству. Процесс пластификации в отличие от растапливания в меньшей степени изменяет структуру маргарина и делает его при температуре ниже температуры плавления более текучим, что позволяет улучшить как физико химические характеристики самого теста, так и показатели качества булочных и сдобных изделий.

Производство сдобных слоеных изделий предусматривает внесение маргарина, как при замесе пшеничного теста, так и при его слоении в больших количествах. Способ внесения жирового продукта при приготовлении теста должен обеспечивать получение при его вальцевании с маргарином определенного количества слоев, обусловливающих проявление особых показателей текстуры сдобных слоеных изделий после выпечки.

Таким образом, совершенствование технологии булочных и сдобных слоеных изделий на основе внесения пластифицированных жировых продуктов с учетом их технологических свойств и способов внесения является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности России.

Цель и задачи исследования. Целью настоящих исследований явилось управление реологическими свойствами пшеничного теста и показателями текстуры готовых хлебобулочных изделий на основе внесения пластифицированных жировых продуктов на стадии приготовления теста.

Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:



- разработка многопараметрического метода контроля реологических свойств различных видов жировых продуктов с целью классификации их технологических свойств при производстве хлебобулочных изделий;

разработка информационно-измерительной системы для оценки температуры плавления и кристаллизации жировых продуктов;

- разработка способа пластификации жировых продуктов на стадии подготовки их к производству;

- исследование влияния режима пластификации маргарина на реологические свойства теста и качество булочных изделий;

- исследование влияния различных способов внесения маргарина (в растопленном виде, в виде эмульсии и пластифицированном виде) на свойства пшеничного теста и качество готовых изделий;

оптимизация стадии приготовления пшеничного теста с использованием пластифицированных жировых продуктов при производстве хлебобулочных изделий и выбор вида маргарина, обладающего наилучшими технологическими (хлебопекарными) свойствами;

исследование влияния способа внесения маргарина при замесе пшеничного теста на протекание процесса его слоения и получение максимально возможного количества слоев в полуфабрикате для производства слоеных сдобных изделий;

разработка критерия управления операцией слоения пшеничного теста при производстве сдобных слоеных изделий;

разработка метода контроля реологических характеристик готовых сдобных слоеных изделий;

- апробация работы в производственных условиях.

Научная новизна работы. На основе комплексных исследований реологического поведения пшеничного теста, приготовленного с внесением пластифицированного маргарина, с учетом видов вырабатываемых хлебобулочных изделий:

разработан многопараметрический метод контроля реологических свойств • маргарина;

разработан способ пластификации маргарина при приготовлении пшеничного • теста;

проведена классификация технологических свойств маргарина по структурно • механическому типу и по показателю твердости, выбраны виды маргарина для использования их в рецептуре батона нарезного и сдобных слоеных изделий;

установлена критическая точка температуры маргарина после пластификации, • равная 15-160С;

установлено влияние способа внесения маргарина при замесе пшеничного теста • на оптимальное количество прокаток при слоении полуфабриката;

установлена динамика изменения предельного напряжения сдвига слоеного • теста от количества его прокаток.

Практическая значимость. Проведена промышленная апробация метода оценки реологических характеристик различных видов жировых продуктов в условиях «Масложирового комбината» г. Саратов и способа внесения маргарина в пластифицированном виде на стадии замеса теста при производстве батона нарезного из пшеничной муки в.с. (ЗАО «Дедовский хлеб»).

Разработан метод оценки качества сдобных слоеных изделий, основанный на определении количества слоев после выпечки.

Разработана информационно-измерительная система и методика оценки температуры плавления и кристаллизации маргарина.

Разработаны методы определения оптимального режима пластификации маргарина и слоения теста при производстве сдобных слоеных изделий.

Апробация работы. Основные результаты исследований, выполненных автором, были представлены на 25-ом Симпозиуме по реологии (г.Осташков, 2010г.);

на Юбилейной научно-практической конференции с международным участием «Инновации в технологиях хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий» (г. Москва, 2010г. );

на Второй научно- практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов»(г. Москва, 2010г);

на третьем международном хлебопекарном форуме в рамках 16-й международной выставки «Современное хлебопечение 2010» (г.Москва,2010г.);

на 7th Annual European Rheology Conference (г.Суздаль, 2011г.);

на III конференции молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем» (г.Суздаль, 2011г.).

По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 150 страницах основного текста, включает 57 рисунков и 42 таблиц. Список литературы содержит 111 источников российских и зарубежных авторов.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ В обзоре научно-технической литературы систематизированы общие вопросы, связанные с производством хлебобулочных изделий, в рецептуру которых входят жировые продукты. Проанализированы способы управления реологическими свойствами высокорецептурного пшеничного теста. Обобщены и проанализированы способы внесения различных видов маргарина на стадии замеса теста. На основании анализа научно-технической литературы выявлена необходимость и целесообразность проведения комплексных исследований влияния способа внесения маргарина с учетом различных регулирующих факторов, направленных на оптимизацию реологических свойств теста и стабилизацию качества готовых изделий.





2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Исследования проводили в лаборатории кафедры «Технологии хлебопекарного и макаронного производств» Московского государственного университета пищевых производств. Производственные испытания осуществляли в условиях «Масложировой комбинат» г. Саратов ЗАО «Дедовский хлеб».

2.1 Объекты и методы исследования В работе использовали общепринятые и специальные методы оценки свойств сырья, полуфабрикатов и качества готовых изделий.

При проведении исследований использовали 4 пробы пшеничной муки в.с.

и 15 проб жировых продуктов. Показатели качества пшеничной муки представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Показатели качества пшеничной муки в.с.

Наименование показателей Значение показателей для разных проб пшеничной муки Проба №1 Проба №2 Проба №3 Проба № 1 2 3 4 Влажность,% 12,2 14,2 11,6 14, Кислотность, град 2,6 2,6 3,2 2, Содержание сырой клейковины, % 30,0 28,0 28,0 32, Общая деформация клейковины, ед. пр.ИДК 73 65 67 Белизна муки, ед. пр. Р3-БПЛ 55,0 56,0 56,2 56, Число падения, с 318 485 405 ВПС, % 57,0 58,0 60,4 57, Газообразующая способность муки, см3 1358 1310 1027 Средний эквивалентный размер частиц, dэкв, мкм 115 112 118 Жирнокислотный состав и показатели качества отдельных проб жировых продуктов представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Жирнокислотный состав отдельных проб жировых продуктов № Наименование жировых продуктов «Столовый Маргарин Масло Маргарин молочный» SolPro сливочное энзимной п/п Наименование жирных кислот марки МТ переэтерификации 1 Каприловая (С:8:0) 0 0,4 0 0, 2 Каприновая (С10:0) 0 0,4 0 0, 1 Лауриновая (С12:0) 0,6 5,5 0 1, 2 Миристиновая (С14:0 1,0 3,0 0 1, 3 Пальматиновая (С16:0) 29,6 25,4 4,90 36, 4 Стеариновая (С18:0) 5,2 7,5 1,40 4, 5 Олеиновая (С18:1) 43,3 39,7 65,20 40, 6 Линолевая (С18:2) 20,4 16,5 23,10 14, 7 Линоленовая (С18:3) 0 0,2 0 0, 8 Гадолеиновая (С20:1) 0 0,3 0 Определение технологических свойств пшеничной муки в.с., исследование замеса пшеничного теста и пластификации жировых продуктов осуществляли на приборе «Do-Corder C3» (фирма «Brabender» -Германия).

Оценку реологических свойств пшеничного теста после замеса и жировых продуктов после пластификации проводили с использованием прибора «Структурометр СТ-1М» (НПФ «Радиус» - Россия).

Для определения температуры плавления и кристаллизации маргарина была разработана информационно-измерительная система, включающая прибор «E7-22» с платиновым термометром сопротивления «pt100», цилиндрическую медную кювету с ячейкой для маргарина, термостат и персональный компьютер.

Контроль автолитической активности пшеничной муки и определение дозировки амилолитических ферментных препаратов осуществляли с использованием прибора «Falling Number 1800» (Фирма «Perten Instrumets» Швеция).

Определение газообразующей способности пшеничной муки и контроль изменения давления образующегося диоксида углерода при брожении теста, осуществляли волюметрическим методом с использованием прибора «Rheofermentometr F3» (фирма «Chopin»-Франция).

Тесто готовили из пшеничной муки в.с. безопарным способом по рецептуре батона нарезного. Замес теста осуществляли до готовности, которая фиксировалась по экстремальному максимальному значению величины крутящего момента на приводе месильных органов. После замеса тесто имело консистенцию 640е.Ф. и температуру 26-28С. Продолжительность созревания теста определяли по кривой скорости изменения количества образующегося диоксида углерода при брожении полуфабриката.

Окончательную расстойку тестовых заготовок проводили в шкафу для окончательной расстойки The Bailey 505-SS Fermentation Cabinet (фирма «National MFG Company»-США).

Выпечку хлебобулочных изделий производили в лабораторной хлебопекарной печи «Miwe-condo» (фирма «Miwe»-Германия).

Таблица 3 - Показатели качества отдельных проб жировых продуктов Наименование показателей Наименование маргарина Масло Столовый Столовый Столовый SolPro сливочное молочный молочный молочный МТ (А1) МТ (Б) МТ (В) 1 2 3 4 5 Органолептические Внешний вид 3,8 4,6 4,7 4,6 4, Консистенция 3,9 4,5 4,7 4,7 4, показатели, баллы Температура плавления, С 34,8 35,1 35,3 32,8 100С 44,4 40,8 42,6 38,8 49, 150С 34,2 31,4 32,8 28,6 Содержание твердых 20 С 22,8 20,6 21,6 17,2 27, 250С 11,5 10,3 10,8 8,6 триглицеридов. % 300С 6,5 5,6 5,7 5,8 9, 350С 2,3 1,9 2,0 2,1 400С 0 0 0,1 0 6, Перекисное число, ммоль О/кг 0,35 0,37 0,36 0,54 0, Массовая доля жира, % 82,25 82,25 82,25 82,81 82, Массовая доля влаги и летучих веществ, % 17,35 17,35 17,35 16,81 16, 1 2 3 4 5 Массовая доля соли, % 0,4 0,4 0,4 0,4 0, Кислотность, 0К 0,45 0,45 0,45 0,5 0, Тесто для сдобных слоеных изделий готовили безопарным способом, замес осуществляли с помощью прибора «Do-corder C3» в тестомесильной ёмкости S300, в которую вместе со всеми рецептурными компонентами маргарин вносили в растопленном или пластифицированном виде. Оптимальную продолжительность замеса теста определяли по экстремальному максимальному значению крутящего момента на приводе месильных органов. Продолжительность замеса теста составила 6мин. Консистенция теста - 780-820е.Ф.

После замеса теста проводили его отлежку в течение 30мин. Температура маргарина перед слоением составляла 8-100С. Перед слоением теста маргарин подвергали пластификации, а затем укладывали на тесто и заворачивали в виде конверта толщиной 25мм и прокатывали между валками, при постепенно уменьшающемся зазоре с 24 до 10мм с шагом 2мм. Раскатанное в пласт тесто складывали в четыре слоя и прокатывали между валками до толщины 10мм, затем тесто охлаждали в течение 30 мин в холодильной камере при температуре 6-80С.

Оценку качества готовых хлебобулочных изделий осуществляли по органолептическим и физико-химическим характеристикам, в том числе по реологическим характеристикам мякиша, определяемым на приборе «Структурометр СТ-1М».

Результаты исследования и их анализ Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

Разработка Разработка способа Разработка метода оценки многопараметрического метода управления операцией температуры плавления и контроля реологических пластификации жировых кристаллизации жировых характеристик жировых продуктов продуктов продуктов Совершенствование технологии приготовления пшеничного теста их муки в.с., с учетом реологических свойств пластифицированного маргарина и управление операцией пластификации на стадии их внесения при замесе теста Исследование Исследование Исследование Исследование влияния влияния влияния различных влияния способа технологических температуры способов внесения внесения маргарина свойств пшеничной жировых продуктов жировых продуктов на реологические муки в.с. на после на реологические свойства теста и реологические пластификации на свойства теста и качество готовых свойства теста и реологические качество готовых слоеных изделий качество готовых свойства теста и хлебобулочных хлебобулочных качество готовых изделий изделий хлебобулочных изделий Исследование влияния внесения пластифицированного маргарина на изменение свойств теста и показателей качества хлеба Промышленная апробация Рисунок 1- Структурная схема исследований Разработка многопараметрического метода контроля реологических характеристик жировых продуктов. Для разработки метода контроля реологических характеристик жировых продуктов использовали пробы с различным содержанием твердых триглицеридов (ТТГ,%) и произведенные при различных режимах протекания технологических операций.

При определении твердости различных материалов может задаваться величина нагружения их пробы с помощью определенного индентора и устанавливаться глубина его внедрения, или задаваться глубина внедрения индентора и определяться усилие нагружения на нем. Выбор одного или другого методологического подхода обусловлен реологическим поведением анализируемого материала. В работе были использованы оба методических подхода. В первом случае было установлено минимальное значение усилия нагружения пробы с помощью индентора в виде струны и цилиндра, обеспечивающее определенную глубину их внедрения в маргарин с разной твердостью. За величину нагружения было принято усилие, равное 400г. Во втором случае была принята глубина внедрения инденторов равная 14мм, которая заложена в ГОСТированном методе определения твердости жиров с использованием прибора «Каминского».

Для определения показателя твердости жировых продуктов использовали струну диаметром 0,3мм, длиной 85мм и цилиндр диаметром 5,0мм при внедрении их со скоростью движения 0,5мм/с или со скоростью нагружения 15г/с до конечного усилия нагружения 400г или глубины внедрения 14мм.

На основании анализа среднеквадратического отклонения значений усилия нагружения на инденторах при различных режимах их внедрения в жировой продукт выбран метод измерения его твердости с использованием струны при усилии касания струной продукта Fк=5г, скорости внедрения струны Vв=0,5мм/с, глубины внедрения струны hв=14мм. За показатель твердости Fуд было принято отношение максимального усилия нагружения Fм возникающего на струне к её длине lс, находящейся в пределах пробы жирового продукта.

На рисунке 4 приведены гистограммы распределения используемых в работе проб жировых продуктов в зависимости от показателя их твердости Fуд и содержания твердых триглицеридов GТТГ.

а б Рисунок 4 - Распределение жировых продуктов в зависимости от показателя твердости (Fуд ) и общего содержания твердых триглицеридов (GТТГ):

а) для производства булочных изделий;

б) для производства сдобных слоеных изделий Как видно из рисунка 4, между показателем твердости жировых продуктов и содержанием твердых триглицеридов существует корреляционная взаимосвязь.

Среди жировых продуктов, используемых при производстве булочных изделий, максимальному значению твердости соответствовала проба «Масло сливочное», а минимальному - маргарин марки МТ-В, а среди жировых продуктов, применяемых для производства сдобных слоеных изделий, максимальной твердостью обладал маргарин «38», а минимальной - маргарин «42».

Для полной оценки реологического поведения жировых продуктов дополнительно снимали кривые релаксации механических напряжений, возникающих при внедрении в них цилиндрического индентора (рисунок 5) при следующем режиме нагружения: усилие касания Fк= 5г, скорость внедрения цилиндра Vв = 0,5мм/с, усилие нагружения Fн = 400г, продолжительность стабилизации положения индентора ст=180с. Путем математической обработки полученных экспоненциальных кривых по уравнению (1) определили: скорость и время релаксации механических напряжений.

а б Рисунок 5 - Кривые релаксации механических напряжений в жировых продуктах, применяемых при производстве булочных изделий (а) и сдобных слоеных изделий (б) Математическая модель, описывающая относительное изменение механических напряжений во времени в жировом продукте после внедрения в него индентора:

= K1 exp(-1 1) + K2 exp(-2 2) + K3;

(1) где: К1 - доля быстрой релаксации механических напряжений;

К2 - доля длительной релаксации механических напряжений;

К3 - доля остаточного механического напряжения;

1, 2- скорость мгновенной и длительной релаксации механических напряжений, с- - текущее время, с;

(при этом К1+К2+К3=1).

При нагружении пробы жирового продукта возникающие механические напряжения делятся на три части: две части (К 1 и К2) релаксирующие, причем одна из них исчезает практически мгновенно (период релаксации находится в диапазоне 1-3с.), а вторая – в течение достаточно длительного времени – десятки секунд.

Третья часть К3 остается почти неизменной. Релаксирующая часть усилия характеризует податливость материала деформациям, т.е. его пластичность, а остаточная - прочность материала.

Время релаксации напряжений определяли как промежуток времени от момента достижения максимального усилия нагружения (400г) до снижения его значения на 75% (100г).

В таблицах 3 и 4 представлены результаты математической обработки кривых релаксации механических напряжений, создаваемых в жировых продуктах.

Таблица 3 – Реологические характеристики жировых продуктов, используемых при производстве хлебобулочных изделий Параметры кривых Виды жировых продуктов Масло SolPro1 Маргарин 34 SolPro2 33 Универ № релаксации энзимной сливочное сальный п/п механических переэтерификации напряжений 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Скорость мгновенной 0,550 0,574 0,627 0,792 0,739 0,535 0, релаксации напряжений 1, с- 2 Скорость длительной 0,050 0,022 0,040 0,027 0,032 0,028 0, релаксации напряжений 2, с- 3 Доля быстрой 0,655 0,600 0,747 0,039 0,763 0,487 0, релаксации напряжений, К 4 Доля длительной 0,263 0,306 0,175 0,403 0,133 0,331 0, релаксации напряжений, К 1 2 3 4 5 6 7 8 5 Доля остаточного 0,082 0,095 0,078 0,258 0,105 0,182 0, напряжения, К 6 Время релаксации 8,5 22,0 6,5 103 4,0 58,2 78, напряжений, с Таблица 4 - Реологические характеристики жировых продуктов, используемых при производстве сдобных слоеных изделий Виды жировых продуктов № Параметры кривых релаксации п/п механических напряжений 38 39Э 41 42Э лайт для слоен Скорость мгновенной релаксации 1 0,204 0,31 0,17 0,19 0,15 0, напряжений 1, с- Скорость длительной релаксации 2 0,021 0,02 0,02 0,02 0,02 0, напряжений 2, с- Доля быстрой релаксации напряжений, 0,23 0,28 0,17 0,17 0, 3 0, К Доля длительной релаксации 0,329 0,342 0,35 0,223 0, 4 0, напряжений, К 0,441 0,38 0,48 0,61 0, 5 Доля остаточного напряжения, К3 0, 24,0 20,0 30,0 29,0 27, 6 Время релаксации напряжений, с 23, Полученные данные позволили провести классификацию жировых продуктов по структурно-механическому типу, с помощью диаграммы, представленной на рисунок 6.

Рисунок 6 – Определение структурно - механического типа жировых продуктов Из диаграммы видно, что пробы жировых продуктов, используемых для производства булочных изделий, попали в I область диаграммы, характеризующую высокую вязкость и пластичность материала, а пробы маргарина используемые для слоения в IV область, свидетельствующую об упруго - пластических свойствах анализируемого продукта. Это говорит о том, что жировые продукты, применяемые для производства булочных изделий, является более пластичными, по сравнению с маргарином, используемым при производстве сдобных слоеных изделий. Местонахождение точек на диаграмме позволяет классифицировать данные пробы жировых продуктов по их технологическому назначению.

Для некоторых видов жировых продуктов было определено предельное напряжение сдвига при следующем режиме нагружения: усилие касания Fк=0г;

глубина внедрения конуса (с углом при вершине 90°) hв=10мм;

продолжительность стабилизации положения индентора ст=180с. На рисунке представлены гистограмма распределения предельного напряжения сдвига для различных видов жировых продуктов и график изменения предельного напряжения сдвига в зависимости от температуры плавления.

а б Рисунок 8 - Значение предельного напряжения сдвига (,Па): а) для различных проб маргарина;

б) в зависимости от температуры маргарина «38» Таким образом, на основании проведенных исследований был разработан многопараметрический метод оценки реологического поведения жировых продуктов, используемых при производстве хлебобулочных изделий, предусматривающий определение: твердости, скорости мгновенной релаксации механических напряжений;

продолжительности релаксации механических напряжений и предельного напряжения сдвига.

Разработка метода оценки температуры плавления и кристаллизации жировых продуктов. Определение температурных кривых плавления и кристаллизации проб жировых продуктов проводили с помощью созданной информационно-измерительной системы, включающей прибор «E7-22» с платиновым термометром сопротивления «pt100», цилиндрическую медную кювету с ячейкой для исследуемого продукта, термостат и персональный компьютер (рисунок 7).

Рисунок 7 - Информационно измерительная система для определения температуры плавления и кристаллизации жировых продуктов 1-термостат;

2-теплоноситель;

3-медная кювета;

4-проба жирового продукта;

5-платиновый термометр сопротивления «pt100»;

6-измеритель «RLC» - Е7-22;

7 персональный компьютер При проведении исследований пробу жирового продукта в количестве 6-7г с начальной температурой 5±10С помещали в термостат с температурой 500С, которая обеспечивала полное плавление жирового продукта, а затем она перемещалась в термостат с температурой 3-40С. В ходе нагрева и охлаждения жирового продукта автоматически фиксировали изменение его температуры, т.е.

снимались кривые плавления и кристаллизации (рисунок 8).

а б Рисунок 8 - Кривые плавления и кристаллизации жировых продуктов, используемых при производстве: а) булочных изделий;

б) и сдобных слоеных изделий Анализ графиков показал, что у проб «Масло сливочное» и «38» значение температуры плавления и кристаллизации соответствовало минимальному значению, а для проб «Универсальный» и «39» - максимальному, что коррелирует с показателями их твердости.

На основании проведенных исследований были получены значения температуры плавления и кристаллизации - физико-химических характеристик, дополняющих комплекс показателей качества жировых продуктов, используемых в работе.

Разработка способа управления операцией пластификации жировых продуктов. Исследование операции пластификации маргарина осуществляли с помощью информационно-измерительной системы, включающей прибор «Do Corder С3» с насадкой для пластификации и персональный компьютер.

Для пластификации маргарина использовали насадку, включащую в свой конструктив два валка вращающихся навстречу друг другу с возможностью регулирования зазора между ними. Управление операцией пластификации маргарина основывается на установлении частоты вращения валков с определенным размером зазора, уменьшающегося с фиксированным значением шага. За интегральный параметр, характеризующий данную технологическую операцию было принято количество механической энергии, затрачиваемое на её протекание.

На первом этапе подготовленную пробу маргарина с температурой 100С и толщиной 15мм прокатывали один раз при зазоре между валками равным 12мм с частотой вращения валков в диапозоне от 10 до 100об/мин с шагом 10 об/мин.

Динамика изменения величины количества механической энергии, затрачиваемой на пластификацию маргарина в зависисмости от частоты вращения валков, приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Изменение величины удельной механической энергии (Ауд), затрачиваемой на пластификацию маргарина в зависимости от частоты вращения валков (n) пластификатора Из графика видно, что наибольшая эффективность механической проработки маргарина в процессе его пластификации наблюдается при частоте вращения валков пластификатора, равной 40об/мин, обеспечивающей необходимые деформационные воздействия и равномерный нагрев маргарина по всему объему.

Далее проводили исследования по определению количества удельной механической энергии, необходимой для повышения температуры пробы маргарина на 10С. Для этого пробу жирового продукта с температурой по всей массе 100С прокатывали между валками насадки, с установленной частотой вращения 40об/мин. При этом зазор между валками постепенно уменьшали с 12 до 6мм с шагом 1мм, изменяя тем самым интенсивность проработки утончающегося пласта жирового продукта. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Затраты механической энергии на нагрев жирового продукта при его пластификаци Таким образом, на основании Количество удельной механической энергии, проведенных исследований, был Повторность необходимой для увеличения разработан способ пластификации измерений температуры пробы жирового продукта на 10С при его жировых продуктов, основанный пластификации, кДж/кг на его механичекой проработке 1 0, 2 0,27 между вращающимися валками 3 0, путем последовательного Среднее 0, уменьшения зазора между ними с 12 до 6мм с шагом 1мм, при частоте их вращения 40 об/ми, и позволяющий при затратах удельной механической энергии, равной 0,25кДж/кг, увеличивать температуру жирового продукта по всему объему на 1С. Зная начальную и конечную температуру маргарина определяется количество механичекой энергии, необходимой на проведение операции его пластификации.

Влияние температуры маргарина после пластификации на качество готовых булочных изделий. Чрезмерно высокая или пониженная температура вносимого жирового продукта неблагоприятно сказывается на реологических свойствах пшеничного теста и показателях качества готовых изделий. В связи с этим было изучено влияние температуры маргарина на реологические свойства пшеничного теста после замеса и показатели качества готовых изделий. Тесто готовили по рецептуре батона нарезного. Диапазон изменения температуры маргарина составлял от 6 до 200С с шагом 2-30С. Жировой продукт для замеса теста использовали с максимальным (1проба – маргарин марки МТ-А1) и минимальным (2проба – маргарин марки МТ-В) значениями показателя твердости. Полученные экспериментальные данные представлены на рисунке 10.

а б в Рисунок 10 - Влияние температуры внесения маргарина после пластификации на показатели качества готовых булочных изделий: а) удельного объема (Vуд);

б) пористости (П);

в) крошковатости (К) Анализ полученных результатов показал, что наилучшими показателями качества обладали пробы хлеба, у которых температура вносимого маргарина при замесе теста составляла 15-160С, а наибольший технологический эффект, особенно по показателю пористости мякиша хлеба, получился при использовании маргарина МТ-В, обладающего наименьшим показателем твердости.

Таким образом, к критическим точкам свойств жировых продуктов после пластификации может быть отнесена его температура 15-160С.

Влияние способа внесения жировых продуктов на реологические свойства теста после замеса и качество готовых изделий. Замес теста осуществляли на приборе «Do-Corder C3». Пробы жировых продуктов «33», «34», «Премиум», «Масло сливочное» и «Маргарин энзимной переэтерификации» вносили при замесе теста в растопленном виде, при температуре их плавления, в виде эмульсии – в соотношении вода: масло - 1,6:1, а так же в пластифицированном виде с температурой по всей массе равной 15-160С.

На рисунке 11 представлены диаграммы изменения адгезионного напряжения и общей деформации пшеничного теста после замеса в зависимости от способа внесения различных жировых продуктов.

Рисунок 11 – Значения адгезионного напряжения ( адг) и общей деформации теста (h общ ) при внесении различных жировых продуктов Анализ полученных данных показал, что наименьшим значением адгезионного напряжения обладали пробы теста, приготовленные с внесением жировых продуктов на стадии замеса теста в пластифицированном виде, а значение общей деформации соответствовало максимальному значению для данного способа внесения. Такое реологическое состояние пшеничного теста оказывает улучшающее действие на протекание операций формования тестовых заготовок.

У готовых булочных изделий определяли такие показатели качества как удельный объем, пористость мякиша и его крошковатость (рисунок 12).

а б в Рисунок 12 – Влияние способа внесения жировых продуктов на качество готовых булочных изделий: а) удельного объема изделий(Vуд);

б) пористости мякиша(П);

в) крошковатости (К) Установлено, что для булочных изделий с внесением пластифицированных жировых продуктов характерны наибольшие значения удельного объема готовых изделий и пористости мякиша при наименьшем значении крошковатости. Это говорит о том, что на свойства теста оказывает влияние не только абсолютное значение температуры вносимого жирового продукта, но и способ индуцирования её за счет преобразования механической энергии (деформационного воздействия – деформации сжатия и сдвига) в тепловую, по всей массе продукта и за достаточно короткое время, как в случае с пластифицированным маргарином.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что целесообразным с точки зрения формирования реологических свойств пшеничного теста и качества готовых булочных изделий, является внесение при замесе теста пластифицированного жирового продукта.

Влияние способа внесения жировых продуктов при замесе пшеничного теста на качество готовых сдобных слоеных изделий. Формирование структуры пшеничного теста для сдобных слоеных изделий происходит в два этапа: при замесе теста и при слоении с жировым продуктом в результате многократных прокаток.

В процессе слоения, при каждой прокатке теста, приготовленного с растопленным и пластифицированным маргарином, определяли количество удельной механической энергии, затраченной на вальцевание теста с пластом жирового продукта. Полученные данные представлены на рисунке 13.

Рисунок 13 - Влияние количества прокаток (n) и способа внесения маргарина на изменение удельной механической энергии (Ауд), затрачиваемой на вальцевание теста при слоении Анализ данных, представленных на рисунке 13, показал, что количество механической энергии, затрачиваемой на вальцевание теста при его слоении изменяется по кривой, имеющей точку перегиба, соответствующую четырем прокаткам, что свидетельствует о формировании определенных реологических свойств слоеного теста, обусловленных соотношением толщины сформованных пластов теста и маргарина.

При дальнейшем увеличении количества прокаток наблюдается возрастание значения механической энергии, что может быть обусловлено уменьшением толщины слоя маргарина и получении тестовой массы, которая при выпечке не расслаиваться, и тем самым приводит к получению бракованной продукции.

Для дополнительной оценки реологического поведения теста после соответствующих прокаток определяли предельное напряжение сдвига (,кПа).

Полученные данные представлены на графиках (рисунок 14) Рисунок 14 – Влияние количества прокаток и способа внесения маргарина на изменение величины предельного напряжения сдвига слоеного теста Анализ характера изменения подтверждает, что расчетное количество слоев маргарина, равное 254 (что соответствует четырем прокаткам), является оптимальным как для теста, приготовленного с растопленным маргарином, так и при использовании его в пластифицированном виде. При этом абсолютное значение данного параметра в среднем на 23% меньше для теста, приготовленного с пластифицированным маргарином. Увеличение значения предельного напряжения сдвига после четвертой прокатки объясняется уменьшением толщины слоев маргарина и фактически образованием сплошной неслоистой структуры теста с маргарином, внесенным при проведении операции слоения.

Результаты оценки показателей качества сдобных слоеных изделий подтвердили (рисунок 15), что усилие нагружения цилиндрического индентора при его внедрении в готовые изделия имеют наименьшее значение при четырех прокатках слоеного теста.

Рисунок15 - Влияние количества прокаток и способа внесения маргарина на изменение усилия нагружения на инденторе при его внедрении в готовые сдобные слоеные изделия В готовых слоеных изделий с помощью специально разработаного метода определяли общее количество слоев в зависимости от способа внесения маргарина в тесто. Полученные экспериментальные данные приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Зависимость общего фактического количества слоев у готовых слоеных изделий в зависимости от способа внесения маргарина в тесто при замесе При весении Наиме- Фактическое число слоев у готовых нование слоеных изделий из теста, приготовленного маргарина на стадии замеса пробы при внесении маргарина на стадии замеса теста в пластифицированном в растопленном в пластифицированном маргари виде количество слоев в виде виде -на готовых сдобных слоеных 38 200 39 240 254 изделиях максимально 41 225 приближена к расчетному 42 240 лайт 220 245 значению, за счет реологических свойств пластифицированного маргарина. Внесение маргарина в растопленом виде приводило к частичному слипанию слоев при прокатке теста, что сказывалось как на уменьшении количества слоев жира, так и удельного объема готовых изделий. Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что внесение пластифицированного маргарина при замесе теста для сдобных слоеных изделий оказывает существенное влияние на протекание операции слоения сдобного теста и на показатели качества готовых изделий.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Проведенные комплексные исследования приготовления пшеничного теста для булочных и сдобных слоеных изделий на основе использования при замесе теста пластифицированного маргарина позволили сделать следующие выводы:

1. Научно обосновано совершенствование технологии производства хлебобулочных изделий с использованием пластифицированных жировых продуктов.

2. Разработан многопараметрический метод контроля реологических характеристик различных видов жировых продуктов, основанный на использовании инденторов «струна» и «цилиндр» и определении показателя твердости, скорости и времени релаксации механических напряжений, а так же предельного напряжения сдвига.

3. Разработана информационно-измерительная система на базе прибора «Е7 22» для определения температуры плавления и кристаллизации жировых продуктов.

4. Установлена динамика изменения количества механической энергии, затрачиваемой на пластификацию жировых продуктов в зависисмости от частоты вращения валков.

5. Установлен режим пластификации жировых продуктов, основанный на последовательном изменении зазора между валками с 12 до 6мм с шагом 1мм при частоте их вращения 40 об/мин.

6. Установлено количество удельной механической энергии, необходимой для повышения температуры маргарина на 10С при его пластификации, равное 0, кДж/кг.

7. Установлен структурно-механический тип жировых продуктов, используемых при приготовлении хлебобулочных изделий.

8. Установлена оптимальная температура маргарина после пластификации, равная 15-160С, обеспечивающая наибольший эффект улучшения показателей качества готовой продукции.

9. Установлена динамика изменения предельного напряжения сдвига слоеного теста в зависимости от количества прокаток при слоении.

Проведена промышленная апробация многопараметрического метода 10.

контроля реологических свойств жировых продуктов в условиях ЗАО «Жирокомбинат» (г. Саратов), и способа внесения маргарина в пластифицированном виде на стадии замеса теста при производстве батона нарезного из пшеничной муки в.с. (ЗАО «Дедовский хлеб»).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Черных В.Я., Мизова И.Х. Оценка качества жировых продуктов используемых при производстве хлебобулочных изделий // Вторая международная конференция «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов», Москва, 2010. С. 109-115.

2. Черных В.Я., Мизова И.Х., Султанович Ю.А. Оценка качества жировых продуктов, используемых при производстве хлебобулочных изделий // Пищевая промышленность.- 2011. №3. С. 58-60.

Mizova I.H., Chernykch V. Y Evaluation of quality of fat product used in the 3.

production of bakery products // 7th Annual European Rheology Conference, Суздаль, 2011. С. 119.

4. Мизова И.Х., Черных В.Я. Контроль качества жировых продуктов, используемых в пищевой промышленности // Третий международный хлебопекарный форум. Международная промышленная академия, Москва, 2010. С. 137.

5. Мизова И.Х., Черных В.Я., Игнатова Ю. В. Влияние способов внесения маргарина на реологические свойства теста и качество готовых хлебобулочных изделий // Хранение и переработка сельхозсырья. 2011.

№8.- С. 23-26.

6. Мизова И.Х., Черных В.Я. Влияние режима пластификации маргарина на его реологические свойства и качество булочных изделий // III международная конференция Молодых ученых «Реология физико химическая механика гетерофазных систем», Суздаль, 2011.С. 84.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.