30 Апр

Технология применения белкового ингредиента из остаточных пивных дрожжей при производстве слоеных изделий




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Сегодня хлебопекарное производство является одной из самых динамических и быстро развивающихся отраслей в России.  Особый интерес у производителей хлебобулочных изделий вызывает производство изделий из слоеного теста. Изделия из слоеного теста относятся к числу незапланированных, спонтанных покупок и при приобретении существенную роль для потребителя играет привлекательная форма, поверхность, наличие добавок и начинки, аромат, красочная и удобная упаковка.

Генеральная цель хлебопекарной промышленности нашей страны сформулирована на основании Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года и Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации как полное удовлетворение потребностей населения в безопасных отечественных хлебобулочных изделиях при обеспечении стабильности внутреннего производства. При этом удовлетворение потребностей предполагает наличие продукции надлежащего качества, в объеме и ассортименте, соответствующих предпочтениям населения различных групп. Реализация этой цели позволит решить задачи обеспечения продовольственной безопасности в сфере хлебопечения. Концепция предполагает переход к инновационному типу развития хлебопекарной промышленности, который предусматривает улучшение ассортимента выпускаемой продукции при снижении удельных затрат ресурсов всех видов [2].

 Для достижения поставленной цели особый интерес представляет применение побочных продуктов пивоварения для обогащения витаминного и минерального состава готовых изделий. Наиболее ценным  отходом пивоварения являются остаточные пивные дрожжи (ОПД).  Состав пивных дрожжей уникален : дрожжи содержат витамины группы В, витамины D, E, F, K и важные микроэлементы, находящиеся в биоусвояемой форме. [3]   В больших количествах в пивных дрожжах содержится трипептид глутатион, содержащий в своем составе глицин, глутаминовую кислоту и цистеин с –SH-группой. В дрожжах глутатион находится как в окисленной, так и в восстановленной формах. Глутатион – биохимически важный активатор некоторых ферментов, природный антиоксидант, обладающий противораковыми свойствами. [4]. Качество белка ОПД определяется содержанием в нем всех аминокислот: лизина, гистидина, тирозина, треонина, метионина в количестве 7,67; 3,99; 3,86; 5,61;1,48% от общей массы белка соответственно. [5]  Разнообразный химический состав биомассы пивных дрожжей делает этот вид отходов весьма перспективным сырьем для производства  ценного белково-витаминного ингредиента для использования в хлебопекарной промышленности.

Наряду с повышением биологической ценности хлебобулочных изделий значимым является вопрос интенсификации  процесса производства данного вида изделий. Одним из основных, и наиболее длительным, этапом в технологии производства хлебобулочных изделий, является брожение (созревание) теста.  Длительность брожения теста, или опары и теста, исчисляется часами и составляет большую часть общей длительности производственного процесса приготовления теста. При этом для брожения теста, или опары и теста требуются и соответственно большие емкости (дежи, бункера и т.п.). Это делает особо актуальной задачу форсирования созревания теста в период его брожения до разделки. [6] Форсирование процесса созревания теста может быть достигнуто за счет введения специальных добавок, повышающих подъемную силу дрожжей. К таким добавкам можно отнести и ОПД.

Количество остаточных (отработанных) пивных дрожжей напрямую связано с количеством выпускаемого пива и составляет примерно 1,2% от объема пива. При пересчете на абсолютно сухое вещество годовые объемы отработанных пивных дрожжей в России могут составить 1,0-1,3 млн. тонн. Однако большая часть отработанных пивных дрожжей оказывается невостребованной.

Основными факторами, препятствующими широкому использованию отработанных, деактивированных пивных дрожжей в пищевой промышленности, являются сильно выраженная горечь и большое количество нуклеиновых кислот, содержащихся в остаточных пивных дрожжах, при расщеплении которых образуется мочевая кислота, что приводит к мочекаменной и желчекаменной болезни. Горечь остаточных пивных дрожжей обусловлена, образовавшимися из хмеля, в процессе производства пива изо-альфакислотами. Они в значительном количестве содержатся как в жидкой фазе в остатках молодого пива, так и в адсорбированном состоянии на поверхности дрожжевых клеток. Кроме того следует отметить что, несмотря на то, что белок дрожжей сбалансирован по содержанию аминокислот и напоминает белок мяса, он плохо переваривается в связи с высокой устойчивостью полисахаридных клеточных стенок дрожжей к действию пищеварительных ферментов.

Существующие способы переработки остаточных пивных дрожжей путем термолиза, автолиза, плазмолиза и цитолиза являются длительными, энергоемкими и сложными для практического применения. При этом качество готовый продукт имеет недостаточно высокое, вследствие низкой степени перевариваемости полученных белковых добавок, что снижает их пищевую и биологическую ценность, а горечь и наличие нуклеиновых кислот в конечном продукте затрудняет их  применение в пищевой промышленности.

Задачей данного исследования является применение белкового ингредиента на основе остаточных пивных дрожжей с повышенной пищевой ценностью, за счет увеличения перевариваемости дрожжевых белков и удаления нуклеиновых кислот при производстве слоеных изделий «Слойка детская».

Технология получения белкового ингредиента из ОПД  заключается в том, что остаточные пивные дрожжи разбавляют водой в соотношении 1:1 и концентрируют центрифугированием при 3000 об/мин в течение 7-10 мин, полученный осадок гомогенизируют при перепаде давлений 200-220 атм., далее полученную суспензию обрабатывают гидроксидом натрия при рН 9,0-10,0 и температуре 50-60°С в течении 10 минут, после чего нейтрализуют соляной кислотой до рН 6,5-7,0,  и сушат. Сушку суспензии проводят при температуре теплоносителя на входе в сушильный агрегат 150- 160°С.

В полученном продукте проводилось измерение горечи согласно методу European Brewery Convention (EBC, 1987) и определялось в вытяжке числом стандартных единиц горечи BU. Исходная горечь в дрожжах составляет 85,7 BU. Конечная горечь в продукте 0 BU. [7] Исследование содержания нуклеиновых кислот (высокомолекулярных) в готовом продукте по методу O.Bendova, A.Kotyk, G.Basarova, M. Kahler. STANOVENI NUKLEOVYCH KYSELIN показало, что образцы полученного препарата из остаточных пивных дрожжей содержат следовые количества РНК, содержание ДНК в образцах менее 0,1%. Такое снижение содержания нуклеиновых кислот увеличивает пищевую ценность получаемого продукта за счет уменьшения риска накопления мочевой кислоты, образующейся в организме из пуринов в составе РНК и ДНК.[8]  Кроме того необходимо отметить что перевариваемость протеина необработанных остаточных сухих пивных дрожжей составляет 40-45%.  Использование данной технологии обработки остаточных пивных дрожжей позволяет увеличить процент перевариваемости до 90-92%.  Что подтверждается результатами исследования содержания сырого и перевариваемого протеина в образцах полученного белкового препарата: среднее содержание сырого протеина по ГОСТ 51417-99 составляет 46±1 %, среднее содержание перевариваемого протеина по ГОСТ51432-99 составляет 42±1%, тогда средняя перевариваемость протеина в образцах полученного белкового препарата 91±1 %.

Как отмечалось ранее, в настоящее время одной из наиболее важных проблем хлебопекарной промышленности является вопрос интенсификации процесса производства слоеных изделий, в частности этапа брожения теста, основной задачей которого является разрыхление теста диоксидом углерода, при сбраживании сахаров хлебопекарными дрожжами. Основным показателем качества хлебопекарных дрожжей является подъемная сила.

В данной работе исследовано влияние полученного белкового ингредиента на качество (подъемную силу) дрожжей (рис.1.). Подъемную силу хлебопекарных дрожжей определяли по ГОСТ Р 54731-2011 «Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия». Белковый ингредиент вносили в смеси с мукой в количестве 0,5-2% к массе муки.

Рис.1. Влияние доли внесения белкового ингредиента из ОПД к массе муки на подъемную силу хлебопекарных дрожжей.

Из полученных данных (рис.1.) видно, что  внесение белкового ингредиента на основе ОПД в количестве  0,5 -1% к массе муки позволяет увеличить подъемную силу хлебопекарных дрожжей на 23-43%. Такое выраженное стимулирующее влияние на сбраживающую активность дрожжевых клеток  белкового ингредиента из ОПД связано с обогащением питательной среды хлебопекарных дрожжей витаминами, аминокислотами и  минеральные веществами, входящими в состав ОПД. Последующее снижение подъемной силы хлебопекарных дрожжей при внесении более 1 %  добавки из ОПД к массе муки, предположительно может быть связано с влиянием меланоидинов, образующихся в процессе переработки остаточных пивных дрожжей.  Образование меланоидинов в результате реакции  Майара снижает эффективность использования обогатителя из ОПД, за счет снижения количества аминокислот и сахаров. Кроме того в процессе образования меланоидинов происходит  образования ряда промежуточных соединений, таких как: алифатические альдегиды и кетоны, и гетероциклические производные имидазола, пиррола и пиразина. Также известны антисептические свойства меланоидинов.[9]

В настоящей работе представлены также исследования влияния введения полученного  белкового  ингредиента на основе ОПД на ход технологического процесса и основные показатели качества слоеных изделий из пшеничной муки высшего сорта. Белковый ингредиент вносили в смеси с мукой в количестве 0,5-1.5%. Исходная  рецептура слоеных изделий  «Слойка детская»  в табл.1. Тесто готовили безопарным способом.

 Таблица 1.

Рецептура слоеного изделия «Слойка детская»

Наименование сырья

Масса, кг

Мука пшеничная хлебопекарная в/с 0,5
Дрожжи хлебоперканые пресованные 0,02
Соль поваренная пищевая 0,005
Сахар-песок 0,075
Масло сливочное несоленое 0,125
Молоко коровье 3,2% жирности 0,1
Пудра сахарная 0,005
Яйца куриные:

в тесто, шт.

в смазку, шт.

 

0,5

0,5

При изготовлении теста «Слойка детская» проводилось измерение титруемой кислотности и газообразующая способность (ГОС) теста  через каждые 30 мин. в процессе брожения. Результаты измерений представлены  на рис.2 и рис.3. соответственно.

Из рис. 2. и рис.3. видно,  что с увеличением доли внесения белкового ингредиента на основе ОПД к массе муки до 1 % наблюдается выраженная интенсификация процесса кислотонакопления и газообразования в процессе брожения. Необходимое значение титруемой кислотности в конце брожения (3±0,5 град), в соответствии со стандартами для «Слойка детская», в образце теста  с внесением 1% белкового ингредиента из ОПД было достигнуто за 90 мин. брожения, в то время как в контрольном образце время брожения до достижения показателя титруемой кислотности 3±0,5град. составило 120 мин.. Однако при дальнейшем увеличении доли внесения белкового ингредиента до 1,5% к массе муки дальнейшего снижения продолжительности брожения не происходит, а значения тититруемой кислотности и ГОС  в образце теста  внесением 1,5% ингредиента из  ОПД снижены по сравнению с образцом с внесением 1% ингредиента из ОПД к массе муки.

Установлено что внесение полученного белкового ингредиента позволяет также сократить продолжительность расстойки тестовых полуфабрикатов. Наибольшее снижение продолжительности расстойки тестовых полуфабрикатов наблюдается при внесении 1% ингредиента из ОПД к массе муки (продолжительность расстойки уменьшается на 23,2% по сравнению с контрольным образцом).

Таблица 2

Оценка качества слоеного полуфабриката для  слоеных изделий  «Слойка детская» с различной долей внесения белкового ингредиента из ОПД

Показатель (A — коэффициент важности показателя)

Число баллов

Количество внесения белкового ингредиента из ОПД к массе муки,%

0 0,5 1 1,5
Цвет (А=1)

белый с желтовато-серым оттенком…….5

белый с серым оттенком…………………4-3

белый………………………………………2

5 5 4 3
Запах (А=1)

без постороннего запаха …………………5

слабый с легким посторонним запахом …4-3

неприятный с посторонним запахом……..2

5 5 5 4
Вкус (А=2)

приятный, характерный…………………5

характерный, слабо выраженный ………4-3

неприятный, пресный……………………2

5 5 5 4
Наличие складок на поверхности пласта (А=1)

нет …………………………………………5

есть в 1…2 местах ………………………4-3

есть в 3 и более местах …………………2

5 5 5 5
Наличие выделения жира наличие разрывов на поверхности пласта (А=2)

нет ………………………………………5

есть в 1…2 местах ……………………4-3

есть в 3 и более местах ………………2

5 5 5 5
Консистенция(А=2)

Величина θ от40до50- 102н/м2 ………5

величина θ от 30 до 40 -102 н/м2 ……4-3

величина 30- 102 > θ> 50-102 н/м2……2

5 5 5 2
Липкость(А=1)

нет ……………………………………5

слабо выражена……………………..4-3

сильно выражена ………………….2

5 5 5 5
ОБЩИЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА 5 5 4,9 3,7

Влияние полученного белкового ингредиента на качество готовых изделий представлено в табл.3.

Таблица 3.

Физико-химические показатели качества слоеных изделий «Слойка детская»  в зависимости от количества внесения белкового ингредиента из ОПД к массе муки

Наименование показателя Обозначение Значение показателей качества
Количество внесения белкового ингредиента из ОПД к массе муки,%
0 0,5 1 1,5
Объем См3 331 361 395 337
Упек % 4,4 4,05 3,75 3,84
Влажность мякиша % 33,0 32,9 33,2 33,0
Кислотность мякиша Град. 2,4 2,5 2,5 2,6

Анализ качества готовых изделий (табл.3.) показывает, что при введении белкового ингредиента из ОПД в рецептуру слоеных изделий «Слойка детская» в количестве 0,5-1%  объем  увеличивается на 13-27%, а упек уменьшается на 2,04-2,64% по сравнению с контрольным образцом.  Кроме того у изделий с добавкой белкового ингредиента из ОПД увеличивается пищевая ценность. Результаты расчетов показали, что при внесении 1% полученной белковой добавки к массе муки при производстве слоеных изделий «Слойка детская», содержание витамина РР и  витамина В2 увеличивается в 2,2  и 3 раза соответственно по сравнению с контрольным образцом. Кроме того коэффициент рациональности аминокислотного состава(Rc) возрастает с Rc=0,47 (для контрольного образца) до Rc =0,5 (для образца с внесением 1 % белкового ингредиента из ОПД).

Оценку качества слоеных полуфабрикатов проводили  методом балльной оценки качества слоеного полуфабриката [1].

Таблица 4

Органолептическая оценка качества слоеных изделий «Слойка детская» в зависимости от количества внесения белкового ингредиента из ОПД к массе муки

Наименование показателя

 

 

Значение показателей качества слоеных изделий «Слойка детская» с внесением белкового обогатителя из ОПД
Количество внесения белкового ингредиента из ОПД к массе муки,%
0 0,5 1 1,5

Внешний вид

Форма:

Не расплывчатая, продолговатая с видимыми слоями и рельефами, образующимися при разделке изделий.

9 9 9 9
Поверхность:

Гладкая, без трещин, подрывов и притисков, равномерно окрашенная,  глянцевая.

 

9 9 9 9
Цвет

От светло-коричневого до коричневого

9 9 8 7
Состояние мякиша
Пропеченность

Хорошо пропеченный без уплотнений

9 9 9 9
Промес

Без комочков и следов непромеса.

9 9 9 9
Структура

С легко отделимыми друг  от друга слоями

8 8 9 7
Вкус

Свойственный данному виду изделий, без постороннего вкуса

9 9 9 8
Запах

Свойственный данному виду изделий, без постороннего запаха

9 9 9 9
Итого 71 71 71 67

Таким образом. Использование белкового ингредиента, полученного по представленной технологии, в количестве 1% к массе муки при производстве слоеных изделий «Слойка детская»  позволяет сократить процесс брожения и расстойки на 25% и 23,2% соответственно. При этом увеличивается удельный объем слоеного изделия «Слойка детская» на 27%, а упек уменьшается на 2,64% по сравнению с контрольным образцом.

Пищевая ценность изделия по результатам расчетов увеличивалась за счет внесения с белковым ингредиентом протеина, незаменимых аминокислот, витаминов. Содержание белка увеличилось с 7,7 г до 8,0 г/100 г; содержание витаминов группы В — в 1,5 — 2 раза (В2 — на 0,9; PP — на 0,11 мг/100г продукта).

Список литературы

  1. Андреев, А.Н. Производство сдобных хлебобулочных изделий/ А.Н.Андреев.– Спб.: ГИОРД, 2003.– 408 с.
  2. Шапошников, И.И. Концепция и прогноз развития хлебопекарной промышленности России в 2011- 2015 гг. [Текст] / И.И. Шапошников // Хлебопечение России. – 2011. – №1. – С. 4-7.
  3. Bekatorou A.et al.: Food Grade Yeasts, Food Technol. Biotechnol. 44 (3) 407-415, 2006.
  4. О.Г. Чижикова, Т.В. Тилиндис, Н.О.Коршенко, Л.О. Абдулаева Разработка порошкового полуфабриката для хлебопекарного производства// Техника и технология пищевых производств.-2012-№2-с. 24-29.
  5. Т.В. Киреева Хлеб на основе остаточных пивных дрожжей// Известия вузов. Пищевая технология.-2008-№4-с. 28-30.
  6. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. — 9-е изд.; перераб. и доп./ Под общ. ред. Л.И. Пучковой. — СПб.: Профессия,2002.-416с.
  7. Куцакова В.Е., Фролов В.Ф.,Шкотова Т.В., Чичина Т.В. К вопросу об удалении горечи из отработанных пищевых дрожжей // Известия ВУЗОВ Пищевая технология. – 2012 -с.67-69
  8. Kvasinky ve vyzkumu a praxi. Red. Kockova-Kratochvilova A. – Praha: Academia, nakladatelstvi Ceskoslovenske akademie ved, 1986.
  9. О. В. Космачевская Вездесущая реакция Майара //«Химия и жизнь».- 2012.-№2
    Технология применения белкового ингредиента из остаточных пивных дрожжей при производстве слоеных изделий
    Важной проблемой хлебопекарной промышленности является улучшение ассортимента выпускаемой продукции при снижении удельных затрат ресурсов всех видов. Для решения данной проблемы особый интерес представляет применение побочных продуктов пивоварения – остаточных пивных дрожжей. Состав пивных дрожжей уникален: они содержат полноценные по своему аминокислотному составу белок, витамины группы В, D, E, F, K, и важные микроэлементы. Разнообразный химический состав биомассы дрожжей делает их перспективным сырьем для производства ценного белково-витаминного ингредиента для использования в хлебопекарной промышленности. Существующие способы переработки остаточных пивных дрожжей длительны, энергоемки и сложны для практического применения. При этом готовый продукт имеет недостаточно высокое качество, вследствие низкой перевариваемости полученных белковых добавок, что снижает их пищевую ценность, а горечь и наличие нуклеиновых кислот в конечном продукте затрудняет их применение в пищевой промышленности. В статье предложена технология получения обезгореченного белкового ингредиента на основе остаточных пивных дрожжей с повышенной пищевой ценностью, увеличения перевариваемости протеина дрожжей с 40-45% до 90-92%, и практически полному удалению нуклеиновых кислот. Показано, что использование ингредиента, полученного по предлагаемой технологии, в количестве 1% к массе муки при производстве слоеных изделий «Слойка детская» позволяет сократить процесс брожения и расстойки на 25% и 23,2% соответственно. При этом увеличивается объем на 27%, а упек уменьшается на 2,64% по сравнению с контрольным образцом.
    Written by: Павлова Евгения Александровна, Куцакова Валентина Еремеевна, Шкотова Татьяна Викторовна, Ефимова Светлана Васильевна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 04/14/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)
    Available in: Ebook