Введение. Современной актуальной задачей хлебопекарной промышленности является разработка новых технологий рационального использования сырьевых ресурсов для выпуска хлебобулочных изделийповышенной пищевой ценности, а также расширение ассортимента выпускаемой продукции.
Российская Федерация имеет многочисленные регионы со стратегической культурой питания из хлебобулочных изделий. Обширные зоны северных территорий и Арктики с компактным проживанием малочисленных коренных народов требуют производства новых продуктов питания с повышенной пищевой ценностью, обеспечивающих население высококачественными хлебобулочными изделиями. Большие расстояния доставки хлебопекарной муки в районы Севера и зоны Арктики приводят к тому, что мука под воздействием различных климатических условий доставки и хранения становятся опасным сырьем. В связи с чем большой интерес представляет производство и потребление зернового хлеба, так как для условий Севера и зоны Арктики наиболее рациональным является поставка семян зерновых культур в натуральном виде, ведь при правильном хранении семена сохраняют свои мукомольные качества в течение многих лет.
Для решения актуальных задач по обеспечению продовольственной безопасности Российской Федерации на кафедре «Технология, оборудование бродильных и пищевых производств» Красноярского государственного аграрного университета был разработан способ производства зернового хлеба [1].
Цель исследования – разработка технологии и оборудования производства зернового хлеба.
Задачи: разработка технологии и способа производства пшенично-ячменного зернового хлеба; разработка нового технологического оборудования для шелушения зерна пшеницы и ячменя; исследование и контроль качества пшенично-ячменного хлеба, произведенного по разработанной технологии с использованием нового технологического оборудования.
Объекты и методы. Объектом исследования является шелушенное зерно пшеницы и ячменя, из которого осуществлялось формирование состава зерновой массы в пропорции 1 : 1 с последующей промывкой шелушенного зерна и выдерживанием зерновой смеси в 1,8 % водно-спиртовом экстракте из порошка пантов оленей северных в течение 14–16 ч при температуре экстракта 23,5–24,5 °С с контролем прорастания ростков зерна пшеницы и ячменя не более 0,5–0,6 мм.
Известно, что пророщенное зерно пшеницы содержит большое количество полезных живому организму веществ: белки, углеводы, фосфор, калий, магний, марганец, кальций, цинк, железо, селен, медь, ванадий, витамины В1, В2, В3, В5, В6, В9, Е, F, биотин; а пророщенное зерно ячменя содержит: белки, углеводы, жиры, пищевые волокна, зола, витамины В1, В4, В6, В7, заменимые и незаменимые аминокислоты, стерины, лизин, ниацин, клетчатка, кремний, селен, алюминий, марганец и фосфор [2].
Водно-спиртовый экстракт из пантов оленей северных берется в пропорции 1,8 % и содержит белок коллаген, незаменимые аминокислоты, минеральные вещества, при этом в растворимое состояние переходят свободные жирные кислоты, ганглиозиды, лецитин, фосфолипиды, холестерин, стероиды, простагландины и липидные фракции, что позволяет при биоактивации зерна производить насыщение новыми биологически активными веществами.
Для проведения экспериментальных исследований измельчение зерновой массы производилось путем резания на специальном оборудовании типа диспергатор, в результате получали частицы зерен размером 2–3 мм. Разработка рецептуры производилась путем расчета количества и подбора компонентов для теста, в состав которого вошло следующее сырье: питьевая вода, раствор поваренной соли, масло растительное, суспензия прессованных хлебобулочных дрожжей и муки пшеничной первого сорта. Замес теста производился безопарным способом в тестомесильной машине в течение 8–9 мин, при этом выбраживание теста составляло 70–90, а расстойка теста – 30–35 мин. Выпечка пшенично-ячменного зернового хлеба осуществлялась при температуре 225–240 °С в течение 30–35 мин. После выпечки пшенично-ячменного зернового хлеба производился контроль компонентного состава.
Компонентный состав рецептуры пшенично-ячменного зернового хлеба определялся из пяти разработанных вариантов, выбор рецептур для составления нормативно-технической документации для подачи заявки на способ производства зернового хлеба производился на основе изменяющихся органолептических и физико-химических показателей.
Для обеспечения качества шелушения зерна пшеницы и ячменя, требуемого для производства зернового хлеба по разработанному способу, были выполнены патентные исследования согласно ГОСТР 15.011-2022 [3]. Определены аналог и прототип, которые были использованы для формирования нормативно технической документации при разработке новой технологической установки для шелушения семян зерновых культур.
Результаты и их обсуждение. По результатам выполненных научных и патентных исследований была разработана научно-техническая документация и подана заявка на защиту авторских прав. На новый способ производства зернового хлеба получен патент на изобретение РФ № 2783970 «Способ производства зернового хлеба».
Используя результаты проведенных исследований и запатентованных способов производства зернового хлеба, была разработана технологическая схема производства зернового хлеба с использованием биоактивированного зерна пшеницы и ячменя, которая приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Технологическая схема производства зернового хлеба
с использованием шелушенного зерна пшеницы и ячменя
Анализ технологической схемы производства пшенично-ячменного зернового хлеба (см. рис. 1) показывает, что для производства качественного хлеба необходимо выполнить особые требования, предъявляемые к шелушенному зерну пшеницы и ячменя в виде возможности шелушения данных семян на одной единице оборудования [4].
По результатам выполненных научных и патентных исследований была разработана научно-техническая документация и получен патент на изобретение РФ № 2778990 «Шелушитель для зерна» [5]. Кинематическая схема шелушителя приведена на рисунке 2.
Рис. 2. Кинематическая схема устройства для шелушения зерна пшеницы и ячменя
Кинематическая схема включает корпус шелушителя 1 с установленным на нем бункером для зерна 2, привод 3 для перемешивающего устройства 4 и привод 5 для рабочего вала 6 с установленными на нем подвижными шелушителями 7, при этом подвижные шелушители взаимодействуют с неподвижными шелушителями 8, установленными на корпусе 1. В нижней части шелушителя зерна установлена система очистки шелушенного зерна от продуктов шелушения 9.
Установка работает следующим образом: семена зерновых культур, предназначенных для шелушения, загружаются в бункер 2, и включаются в работу приводы 3 и 5, после чего зерно поступает из бункера 2 на перемешивающее устройство 4, где происходит очистка зерна от сорных примесей, которые удаляются из корпуса 1 шелушителя, кроме того, перемешивающее устройство 4 регулирует объем подачи зерна на шелушение. Далее зерно поступает в технологический зазор между взаимодействующими подвижными шелушителями 7 и неподвижными шелушителями 8, очищается от поверхностных слоев. После шелушения зерна поступает в систему очистки 9, где происходит разделение шелушенной зерновой массы на продукты шелушения и очищенное шелушенное зерно.
По результатам проведенного анализа полученных образцов зернового хлеба определены основные органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий, которые представлены в таблице.
Органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий
|
Показатель |
Контрольный образец |
Образец 1 |
Образец 2 |
Образец 3 |
|
Органолептические показатели |
||||
|
Внешний вид: |
Правильная, соответствующая хлебной форме, в которой производилась выпечка без боковых выплывов |
|||
|
форма |
||||
|
поверхность |
Шероховатая, слегка бугристая, без крупных трещин и подрывов |
|||
|
цвет |
Равномерный, золотисто-коричневый, без подгорелости |
|||
|
Состояние мякиша |
Развитый, без пустот, без комочков и следов непромеса, пропеченный, не заминающийся |
|||
|
Вкус и запах |
Свойственный хлебу из пророщенного зерна пшеницы, специфический, без постороннего привкуса |
|||
|
Физико-химические показатели |
||||
|
Влажность, % |
46,0 |
46,8 |
47,0 |
47,5 |
|
Кислотность, град. |
4,5 |
3,6 |
3,6 |
3,6 |
|
Пористость, % |
66,0 |
71,5 |
72,2 |
72,8 |
|
Удельный объем, см3/100 г |
370,0 |
372,0 |
374,0 |
375,0 |
Анализ таблицы позволяет сделать вывод, что полученный пшенично-ячменный зерновой хлеб соответствует требованиям ГОСТ 32677-2014 «Изделия хлебобулочные. Термины и определения» [6].
Заключение
- В результате проведенных научных и экспериментальных исследований существующих технологий и рецептур производства зернового хлеба был разработан новый способ и предложены основные технологические параметры производства зернового хлеба на основе зерна пшеницы и ячменя, биоактивированного в 1,8 % водно-спиртового экстракта из порошка пантов оленей северных, результат подтверждается полученным патентом РФ № 2783970.
- Проведенные патентные исследования технологического оборудования для шелушения семян зерновых культур позволили разработать новую конструкцию шелушителя для зерна с коэффициентом шелушения 0,95, авторские права защищены патентом РФ № 2778990.
- Проведена оценка качества экспериментальных образцов пшенично-ячменного зернового хлеба, которая показала, что внешний вид, состояние мякиша, вкус и запах соответствуют зерновому хлебу, а анализ физико-химических показателей показал, что влажность экспериментальных образцов составила от 46,8 до 47,5 %, кислотность у всех образцов – 3,6 град., пористость – от 71,5 до 72,8 %, при этом удельный объем составил от 372,0 до 375,0 см3/100 г, что соответствует требованиям ГОСТ 32677-2014.
