Науково-практичні засади стабілізації якості хлібобулочних виробів з використанням фітоекстрактів
Вантажиться...
Дата
2016
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.01 - технологія хлібопекарських продуктів, кондитерських виробів та харчових концентратів. Дисертація присвячена обґрунтуванню наукових основ та розробці практичних заходів з комплексного вирішення проблем галузі, покращення якості хлібобулочних виробів за рахунок використання біологічно активних речовин вітчизняних лікарських, пряно-ароматичних рослин.
Досліджено особливості органолептичних, фізико-хімічних характеристик, хімічного складу фітосировини та науково обґрунтовано раціональні способи її переробки для формування необхідних функціонально-технологічних та фізіологічних властивостей: екстрагування та використання екстрактів на воді і молочній сироватці для комплексного покращення якості продукції, а також приготування і використання пюре плодових у продукції профілактичного спрямування.
Отримано нові наукові дані про природу міжмолекулярних взаємодій "білок-білок", "білок-пектини", "білок-поліфеноли" під час приготування тіста з фітоекстрактами, запропоновано розвиток моделі будови клейковини, її конформаційних модифікацій під впливом діючих речовин фітоекстрактів, на чому ґрунтується механізм їх зміцнювального впливу. Розроблено концепцію регулювання структурно-механічних властивостей пшеничного тіста, практичні рішення з покращання властивостей тіста зі слабкого борошна. Використання фітоекстрактів з вмістом дефіцитних для борошняних напівфабрикатів поживних речовини і біостимуляторів дріжджів і молочнокислих бактерій забезпечує інтенсифікацію технологічного процесу. Зростання резистентності мікрофлори борошняних систем до діючих речовин хмелю знайшло практичну реалізацію при розробці заходів для стабілізації біотехнологічних властивостей пшеничних заквасок. Розроблено рекомендації по удосконаленню існуючих технологій ХБВ та покращенню їх якості, вирішенню низки проблем за рахунок потенціалу фітоекстрактів. Запропоновано заходи для стабілізації якості ХБВ, збільшення виходу при переробці слабкого і нормального за силою борошна. Активація пресованих дріжджів з використанням фітоекстрактів та технологія хліба і булочних виробів на їх основі дозволяє при економії витрат енергії зі скороченням тривалості дозрівання тіста отримати продукцію з високими споживчими характеристиками, стабільнішу при зберіганні. Розроблено рецептури і технологічні параметри КМКЗ, рідких пшеничних спонтанних заквасок з використанням фітоекстрактів, приготування ХБВ на їх основі високої якості та стабільнішої до мікробіологічного псування, виробництва хліба і булочних виробів з оригінальними органолептичними характеристиками, розширено асортимент продукції більш стійкої при зберіганні.
Науково та експериментально обґрунтовано доцільність класифікації фітосировини за такими критеріями: 1) підходи до організації підготовки сировини і способів використання; 2) вирішувані технологічні задачі; 3) асортиментна направленість; 4) безпечність; 5) фізіологічні властивості для узагальнення рекомендацій щодо напрямків і способів їх використання в хлібопеченні.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.18.01 - технология хлебопекарных продуктов, кондитерских изделий и пищевых концентратов. Диссертация посвящена обоснованию научных основ и разработке практических мероприятий по комплексному решению проблем отрасли, улучшению качества хлебобулочных изделий, формирования необходимых в современном мире физиологических свойств за счет использования отечественных лекарственных и пряно-ароматических растений. Исследованы особенности строения, органолептических характеристик, химического состава и биологической активности фитосырья, произрастающего в Украине, проведена его медико-биологическая, экономическая и технологическая оценка с точки зрения перспектив использования в хлебопечении. Лекарственное и пряно-ароматическое растительное сырье - источник дефицитных в мучных системах БАВ, соединений с высокой активностью, которые могут использоваться для регулирования состояния белково-протеиназного, углеводно-амилазного комплексов теста, направленности и интенсивности протекания технологического процесса, повышения качества, физиологических свойств хлебобулочных изделий. Научно и экспериментально обоснована целесообразность деления фитосырья на группы: плоды; шишки хмеля; листья, травы с основным действующим веществом - эфирные масла, полифенолы; цветки. Это позволяет систематизировать данные по особенностям сырья, организации его хранения и обработки, профиля основных действующих веществ, способствует формированию и сохранению необходимых функционально-технологических и физиологических свойств, разработке рекомендаций по направлениям использования. Предложено применение фитосырья в виде экстрактов на воде и молочной сыворотке, оптимизированы параметры экстракции с учетом групповых особенностей химического состава, интенсивности массообменных процессов и задач использования в хлебопечении. Установлено разновекторное влияние фитоэкстрактов на физические свойства теста. По характеру изменений качества полуфабрикатов и продукции выделены три группы: экстракты боярышника, шиповника, полученные в результате 60 мин экстрагирования, а также экстракты хмеля, которые упрочняют структуру клейковины, повышают стабильность теста; экстракты боярышника, шиповника, полученные в результате 30 мин экстрагирования, экстракты рябины обыкновенной, мелиссы, шалфея, зверобоя, не вызывающие значительных изменений поведения теста в ходе технологического процесса; водные извлечения крапивы, ромашки и мяты, использование которых интенсифицирует процессы дезагрегации и разжижения теста. Доказано, что фитоэкстракты первой группы способны повышать упругость клейковины на 21,1...36,8 %, водопоглотительную способность систем на 3,8...5,2 %, стабильность теста во время замеса и уменьшать его разжижение после 180 мин ферментации соответственно на 20,8...35,0 и 17,1... 21,9 %. Изучен механизм укрепляющего действия, в основу которого положены изменения в протекании межмолекулярных взаимодействий типа "белок-белок" под влиянием органических кислот и участие в формирование клейковинного каркаса пектиновых веществ, полифенолов, входящих в состав фитоэкстрактов. Это способствует образованию большего количества межмолекулярных водородных связей, электростатических и Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий, что способствует образованию более упорядоченной и упрочненной структуры клейковины. Предложено развитие модели строения клейковины, ее конформационных модификаций при участии действующих веществ фитоэкстрактов. Разработана концепция регулирования структурно-механических свойств пшеничного теста, предложены технологические решения по стабилизации ведения технологического процесса при переработке слабой муки. Выделена группа фитоэкстрактов, перспективных для интенсификации созревания теста - водные и сывороточные экстракты боярышника, шиповника, полученные в результате 30 мин экстрагирования, экстракты хмеля и сывороточные экстракты крапивы. Стимулирующее действие фитоэкстрактов на бродильную микрофлору обусловлено содержанием действующих веществ, дефицитные для мучных систем, питательных веществ и биостимуляторов (витаминов, макро-, микроэлементов, органических кислот). Показано, что использование плодовых фитоэкстрактов интенсифицирует брожение в первые 90 мин, увеличивает прирост дрожжевой биомассы, улучшает подъемную силу, но наблюдается снижение мальтазной активности и замедление накопления мальтозы при повышении интенсивности сбраживания сахаров. Для повышения атакуемости крахмала, активности амилаз и ускорения накопления мальтозы в хлебопекарных полуфабрикатах предусмотрено проведение активации дрожжей с внесением экстрактов шиповника, боярышника или хмеля в количестве 5 % к общей массе муки как обогатителя питательной среды. Использование фитоэкстрактов в составе активированных дрожжей позволило улучшить брожение полуфабрикатов и сократить продолжительность созревания безопарного пшеничного теста до 90 мин. Доказана активность действующих веществ фитоэкстрактов хмеля, рябины обычной, зверобоя, шалфея и пряных фитодобавок по отношению к возбудителям микробиологической порчи хлеба, предложены способы предотвращения картофельной болезни и плесневения продукции. Разный порог чувствительности к изогумулону хмеля, более низкий у вредителей хлебопекарного производства, выше у молочнокислых бактерий и самый высокий у дрожжевых клеток, нашел применение в разработанных способах стабилизации свойств концентрированной молочнокислой и пшеничной спонтанной заквасок. Медико-биологическими исследованиями доказана безопасность хлебобулочных изделий с фитоэкстрактами, для изделий с извлечениями хмеля, шиповника и боярышника установлено общеукрепляющее действие, усиление антиоксидантных свойств. В хлебе с экстрактом и пюре боярышника выявлена способность выводить тяжелые металлы из организма, нейтрализовать их вредное воздействие. Выполнен комплекс мероприятий по апробации и внедрению результатов исследований на предприятиях ООО «Одесская паляница», ПАО «Луганск-Нива», ООО «Чаривный каравай» и других. Инвестиционная привлекательность подтверждена сокращением продолжительности производства, повышением качества хлеба и булочек, увеличением срока сохранения свежести и повышением микробиологической стабильности. Использование фитоэкстрактов и фитокомплексов, как альтернативы хлебопекарным улучшителям синтетического происхождения, обеспечивает безопасность и привлекательность продукции для потребителя. Социальное значение заключается в расширении ассортимента хлебобулочных изделий с востребованными в настоящее время физиологическими свойствами.
The dissertation for obtaining the academic degree of the doctor of technical sciences of specialty 05.18.01 - Technology of Bakery Products, Confectionery and Food Concentrates. The thesis is dedicated to complex solving of the problem - scientific substantiation of practical foundations of regulating the course of the technological process and quality improvement and adjustment of physiological properties of bakery products through the use of the complex of biologically active substances of local herbal and aromatic plant materials. The features of the sensory, physical and chemical characteristics and chemical composition of phytomaterials have been studied, and rational ways of processing them to create the necessary functional, technological and physiological properties have been scientifically substantiated: extraction and use of water and whey extracts for complex improvement of product quality as well as preparation and usage of fruit puree in products of preventive orientation. New scientific evidence about the nature of intermolecular "protein-protein", "protein-pectin", and "protein-polyphenols" interactions during the dough preparation with phytoextracts has been obtained; the development of the gluten structure model, its conformational modifications under the influence of active substances of phytoextracts, and what the mechanism of their strengthening effect is based on has been proposed. The concept of regulating the structural-mechanical properties of wheat dough and practical solutions for improving the properties of dough from weak flour have been developed. The profile of active substances of phytoextracts that ensure intensification of the process has been determined - these are nutrients, scarce for farinaceous semifinished products, and biostimulants of yeast and lactic acid bacteria. The practical realization of the growth of resistance to the active substances of hops in the microflora of flour systems for the stabilization of biotechnological properties of wheat sourdough has been proposed. The recommendations for improving the existing technologies of bakery products, increasing their quality, and solving a number of issues due to the potential of phytoextracts have been proposed. The measures for stabilizing the quality of bread products and increasing the output when processing the flour of weak and normal strength have been proposed. The method of compressed yeast activation with the inclusion of phytoextracts and technology of bread and bakery products with activated yeast has been developed that allows to obtain at the lower energy cost the products with high consumer properties and more stable during storage. The formulas and technological parameters of concentrated lactic acid sourdough and liquid spontaneous wheat sourdough with phytoextracts, production of high quality bread products, more resistant to microbiological spoilage, based on them, and bread and bakery products with original sensory characteristics have been developed; the range of products, more stable during storage, has been expanded. The expediency of classification of phytomaterials has been scientifically and experi-mentally substantiated based on the following criteria: 1) approaches to the preparation of materials and methods of their usage; 2) solved technological problems; 3) assortment direction; 4) safety; 5) physiological properties to summarize recommendations for directions and methods of using them in bread baking.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.18.01 - технология хлебопекарных продуктов, кондитерских изделий и пищевых концентратов. Диссертация посвящена обоснованию научных основ и разработке практических мероприятий по комплексному решению проблем отрасли, улучшению качества хлебобулочных изделий, формирования необходимых в современном мире физиологических свойств за счет использования отечественных лекарственных и пряно-ароматических растений. Исследованы особенности строения, органолептических характеристик, химического состава и биологической активности фитосырья, произрастающего в Украине, проведена его медико-биологическая, экономическая и технологическая оценка с точки зрения перспектив использования в хлебопечении. Лекарственное и пряно-ароматическое растительное сырье - источник дефицитных в мучных системах БАВ, соединений с высокой активностью, которые могут использоваться для регулирования состояния белково-протеиназного, углеводно-амилазного комплексов теста, направленности и интенсивности протекания технологического процесса, повышения качества, физиологических свойств хлебобулочных изделий. Научно и экспериментально обоснована целесообразность деления фитосырья на группы: плоды; шишки хмеля; листья, травы с основным действующим веществом - эфирные масла, полифенолы; цветки. Это позволяет систематизировать данные по особенностям сырья, организации его хранения и обработки, профиля основных действующих веществ, способствует формированию и сохранению необходимых функционально-технологических и физиологических свойств, разработке рекомендаций по направлениям использования. Предложено применение фитосырья в виде экстрактов на воде и молочной сыворотке, оптимизированы параметры экстракции с учетом групповых особенностей химического состава, интенсивности массообменных процессов и задач использования в хлебопечении. Установлено разновекторное влияние фитоэкстрактов на физические свойства теста. По характеру изменений качества полуфабрикатов и продукции выделены три группы: экстракты боярышника, шиповника, полученные в результате 60 мин экстрагирования, а также экстракты хмеля, которые упрочняют структуру клейковины, повышают стабильность теста; экстракты боярышника, шиповника, полученные в результате 30 мин экстрагирования, экстракты рябины обыкновенной, мелиссы, шалфея, зверобоя, не вызывающие значительных изменений поведения теста в ходе технологического процесса; водные извлечения крапивы, ромашки и мяты, использование которых интенсифицирует процессы дезагрегации и разжижения теста. Доказано, что фитоэкстракты первой группы способны повышать упругость клейковины на 21,1...36,8 %, водопоглотительную способность систем на 3,8...5,2 %, стабильность теста во время замеса и уменьшать его разжижение после 180 мин ферментации соответственно на 20,8...35,0 и 17,1... 21,9 %. Изучен механизм укрепляющего действия, в основу которого положены изменения в протекании межмолекулярных взаимодействий типа "белок-белок" под влиянием органических кислот и участие в формирование клейковинного каркаса пектиновых веществ, полифенолов, входящих в состав фитоэкстрактов. Это способствует образованию большего количества межмолекулярных водородных связей, электростатических и Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий, что способствует образованию более упорядоченной и упрочненной структуры клейковины. Предложено развитие модели строения клейковины, ее конформационных модификаций при участии действующих веществ фитоэкстрактов. Разработана концепция регулирования структурно-механических свойств пшеничного теста, предложены технологические решения по стабилизации ведения технологического процесса при переработке слабой муки. Выделена группа фитоэкстрактов, перспективных для интенсификации созревания теста - водные и сывороточные экстракты боярышника, шиповника, полученные в результате 30 мин экстрагирования, экстракты хмеля и сывороточные экстракты крапивы. Стимулирующее действие фитоэкстрактов на бродильную микрофлору обусловлено содержанием действующих веществ, дефицитные для мучных систем, питательных веществ и биостимуляторов (витаминов, макро-, микроэлементов, органических кислот). Показано, что использование плодовых фитоэкстрактов интенсифицирует брожение в первые 90 мин, увеличивает прирост дрожжевой биомассы, улучшает подъемную силу, но наблюдается снижение мальтазной активности и замедление накопления мальтозы при повышении интенсивности сбраживания сахаров. Для повышения атакуемости крахмала, активности амилаз и ускорения накопления мальтозы в хлебопекарных полуфабрикатах предусмотрено проведение активации дрожжей с внесением экстрактов шиповника, боярышника или хмеля в количестве 5 % к общей массе муки как обогатителя питательной среды. Использование фитоэкстрактов в составе активированных дрожжей позволило улучшить брожение полуфабрикатов и сократить продолжительность созревания безопарного пшеничного теста до 90 мин. Доказана активность действующих веществ фитоэкстрактов хмеля, рябины обычной, зверобоя, шалфея и пряных фитодобавок по отношению к возбудителям микробиологической порчи хлеба, предложены способы предотвращения картофельной болезни и плесневения продукции. Разный порог чувствительности к изогумулону хмеля, более низкий у вредителей хлебопекарного производства, выше у молочнокислых бактерий и самый высокий у дрожжевых клеток, нашел применение в разработанных способах стабилизации свойств концентрированной молочнокислой и пшеничной спонтанной заквасок. Медико-биологическими исследованиями доказана безопасность хлебобулочных изделий с фитоэкстрактами, для изделий с извлечениями хмеля, шиповника и боярышника установлено общеукрепляющее действие, усиление антиоксидантных свойств. В хлебе с экстрактом и пюре боярышника выявлена способность выводить тяжелые металлы из организма, нейтрализовать их вредное воздействие. Выполнен комплекс мероприятий по апробации и внедрению результатов исследований на предприятиях ООО «Одесская паляница», ПАО «Луганск-Нива», ООО «Чаривный каравай» и других. Инвестиционная привлекательность подтверждена сокращением продолжительности производства, повышением качества хлеба и булочек, увеличением срока сохранения свежести и повышением микробиологической стабильности. Использование фитоэкстрактов и фитокомплексов, как альтернативы хлебопекарным улучшителям синтетического происхождения, обеспечивает безопасность и привлекательность продукции для потребителя. Социальное значение заключается в расширении ассортимента хлебобулочных изделий с востребованными в настоящее время физиологическими свойствами.
The dissertation for obtaining the academic degree of the doctor of technical sciences of specialty 05.18.01 - Technology of Bakery Products, Confectionery and Food Concentrates. The thesis is dedicated to complex solving of the problem - scientific substantiation of practical foundations of regulating the course of the technological process and quality improvement and adjustment of physiological properties of bakery products through the use of the complex of biologically active substances of local herbal and aromatic plant materials. The features of the sensory, physical and chemical characteristics and chemical composition of phytomaterials have been studied, and rational ways of processing them to create the necessary functional, technological and physiological properties have been scientifically substantiated: extraction and use of water and whey extracts for complex improvement of product quality as well as preparation and usage of fruit puree in products of preventive orientation. New scientific evidence about the nature of intermolecular "protein-protein", "protein-pectin", and "protein-polyphenols" interactions during the dough preparation with phytoextracts has been obtained; the development of the gluten structure model, its conformational modifications under the influence of active substances of phytoextracts, and what the mechanism of their strengthening effect is based on has been proposed. The concept of regulating the structural-mechanical properties of wheat dough and practical solutions for improving the properties of dough from weak flour have been developed. The profile of active substances of phytoextracts that ensure intensification of the process has been determined - these are nutrients, scarce for farinaceous semifinished products, and biostimulants of yeast and lactic acid bacteria. The practical realization of the growth of resistance to the active substances of hops in the microflora of flour systems for the stabilization of biotechnological properties of wheat sourdough has been proposed. The recommendations for improving the existing technologies of bakery products, increasing their quality, and solving a number of issues due to the potential of phytoextracts have been proposed. The measures for stabilizing the quality of bread products and increasing the output when processing the flour of weak and normal strength have been proposed. The method of compressed yeast activation with the inclusion of phytoextracts and technology of bread and bakery products with activated yeast has been developed that allows to obtain at the lower energy cost the products with high consumer properties and more stable during storage. The formulas and technological parameters of concentrated lactic acid sourdough and liquid spontaneous wheat sourdough with phytoextracts, production of high quality bread products, more resistant to microbiological spoilage, based on them, and bread and bakery products with original sensory characteristics have been developed; the range of products, more stable during storage, has been expanded. The expediency of classification of phytomaterials has been scientifically and experi-mentally substantiated based on the following criteria: 1) approaches to the preparation of materials and methods of their usage; 2) solved technological problems; 3) assortment direction; 4) safety; 5) physiological properties to summarize recommendations for directions and methods of using them in bread baking.
Опис
Лебеденко, Т. Є. Науково-практичні засади стабілізації якості хлібобулочних виробів з використанням фітоекстрактів [Текст] : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : спец. 05.18.01 "Технологія хлібопекарських продуктів, кондитерських виробів та харчових концентратів" / Лебеденко Тетяна Євгеніївна ; наук. консультант К. Г. Іоргачова ; Одес. нац. акад. харч. технологій. - Одеса : ОНАХТ, 2016. - 44 с.
Ключові слова
лікарська, пряно-ароматична рослинна сировина, екстракти, борошно, дріжджі, молочнокислі бактерії, тісто, закваска, хліб, булочні вироби, функціонально-технологічні властивості, регулювання, стабілізація якості, фізіологічні властивості, лекарственное, пряно-ароматическое растительное сырье, экстракты, мука, дрожжи, молочнокислые бактерии, тесто, закваска, хлеб, булочные изделия, функционально-технологические свойства, регулирование, стабилизация качества, физиологические свойства, herbal and aromatic plant materials, extracts, flour, yeast, lactic acid bacteria, dough, sourdough, bread, bakery products, functional and technological properties, regulation, quality stabilization, physiological properties