Разработка технологии получения гидратопектинов из плодов дикорастущих культур и их применение в хлебопечении

Рисунок 5 – Влияние дозировки гидратопектинов из плодов дикорастущих культур на качество клейковины

       Результаты  исследований показали укрепляющее  действие гидратопектинов на свойства клейковины, что, вероятно, можно объяснить электростатическим взаимодействием между белками клейковины и пектиновыми веществами с образованием белково-полисахаридных комплексов сложного состава, а также, возможно, частичной инактивацией пектиновыми веществами протеолитических ферментов.

       Так как известны данные о положительном  влиянии сухого товарного пектина на газообразующую способность муки (ГОС), представляло интерес изучение влияния гидратопектинов на этот показатель (рисунок 6).

       При увеличении дозировки пектинового  экстракта до 10% ГОС муки увеличивается относительно контроля во всех вариантах опыта, а дальнейшее увеличение дозировки приводит к снижению показателя. Однако следует отметить, что этот показатель  во всех случаях выше, чем у контроля.

       Влияние пектиновых экстрактов на газообразующую способность муки можно объяснить тем, что в тесте происходит частичная дезагрегация пектина под действием пектолитических ферментов, таких как пектинэстераза и полигалактуроназа, с образованием моносахаридов, сбраживаемых дрожжевыми клетками. С увеличением дозировки гидратопектинов более 10 % происходит повышение кислотности, что приводит к угнетению жизнедеятельности дрожжевых клеток.

Рисунок 6 – Влияние дозировки  гидратопектинов из плодов дикорастущих культур на ГОС муки

       Полученные  экспериментальные данные по «силе» и газообразующей способности муки позволили принять технологическое решение о целесообразности использования гидратопектинов в дозировке 10-15 % к массе муки.

       2.2.3 Разработка технологии  хлебобулочных изделий  с использованием гидратопектинов. При разработке технологических решений по использованию гидратопектинов из плодов дикорастущих культур в производстве хлеба выбран оптимальный способ приготовления теста, при котором хлеб отличался наилучшими показателями качества. В процессе отработки технологии были использованы опарный и безопарный способы тестоведения, рассматривалась возможность внесения гидратопектинов, как в опару, так и в тесто. В таблице 6 представлены качественные показатели хлеба с внесением в рецептуру 15 % от массы муки гидратопектина из плодов боярышника.

Таблица 6 – Влияние способа приготовления на качество хлеба из

пшеничной муки

       Проведенный эксперимент позволил выявить наиболее оптимальный способ производства хлеба – опарный, с введением гидратопектинов в опару, что, вероятно, можно объяснить лучшими условиями для активной жизнедеятельности дрожжевых клеток, взаимодействием белков муки с пектиновыми веществами с образованием белково-полисахаридных комплексов, оказывающих влияние на хлебопекарные свойства муки и качество хлеба.

       Качественные  характеристики разработанных сортов хлеба с гидратопектинами из плодов боярышника, шиповника, облепихи представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Показатели качества разработанных видов пшеничного хлеба

       Сорбционная способность разработанных сортов хлеба дает основания рекомендовать эти изделия для введения в рацион питания людей, проживающих в регионах с неблагополучной экологической обстановкой.

       Итоговым  результатом проведенной работы стала разработка технической документации на гидратопектины: из плодов боярышника (ТУ 9196-101-0493202-07), из плодов облепихи (ТУ 9196-102-0493202-07), из плодов шиповника (ТУ 9196-103-0493202-07), а также на новые сорта хлеба: хлеб «Богатырский» (ТУ, ТИ, РЦ 9114-104-0493202-07), хлеб «Облепиховый» (ТУ, ТИ, РЦ  9114-088-0493202-07), хлеб «Ягодка» (ТУ, ТИ, РЦ 9114-080-0493202-07).

       Эффективность разработанных технологий подтверждена опытно-промышленными испытаниями. Ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство разработанных  сортов хлеба составит: хлеб «Богатырский» - 957,43; хлеб «Ягодка» - 1071,44; хлеб «Облепиховый» - 871,7 рублей при реализации 1 т продукции.

       ВЫВОДЫ

1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена разработанная технология производства гидратопектинов из плодов дикорастущих культур (боярышника, облепихи, шиповника, хеномелеса, унаби) и определена возможность их использования в хлебопечении.
2. Наибольшее содержание пектиновых веществ в пересчете на а.с.м. наблюдается у плодов боярышника – 10,72 %, минимальное содержание наблюдается у плодов облепихи – 4,62 %.
3. Выявлено, что практически у всех исследуемых видов сырья количество протопектина преобладает над содержанием растворимого пектина. Исключение составляет шиповник. Доля протопектина от суммы пектиновых веществ у изучаемых видов составляет от 40,45 до 92,50 %.
4. По степени этерификации все полученные образцы пектиновых веществ дикорастущих растений относятся к группе низкоэтерифицированных пектинов (Е<40 %).
5. Установлено, что пектины дикорастущих растений обладают высокой комплексообразующей способностью. Наибольшая комплексообразующая способностью у пектина, полученного из плодов боярышника (362,4 мг Pb⁺²/г), наименьшая – у пектина из плодов шиповника и хеномелеса (141,3 и 140,6 мг Pb⁺²/г).
6. Полученные экспериментальные данные и проведенный математический анализ позволил выявить оптимальные параметры режима гидролиза пектиновых веществ из плодов дикорастущих культур:

    - для плодов боярышника: концентрация  лимонной кислоты 0,4 %, температура  90 °С, продолжительность 2,5 ч, гидромодуль 1 : 5;

    - для плодов шиповника: концентрация  лимонной кислоты 0,5 %, температура  90 °С, продолжительность 2,5 ч, гидромодуль 1 : 5.

    - для плодов облепихи: концентрация  лимонной кислоты 0,3 %, температура 80 °С, продолжительность 2,0 ч, гидромодуль 1 : 4;

    - для плодов унаби: концентрация лимонной кислоты 0,5 %, температура 80 °С, продолжительность 3,0 ч, гидромодуль 1 : 4;

    - для плодов хеномелеса: концентрация  лимонной кислоты 0,4 %, температура  80 °С, продолжительность 3,0 ч, гидромодуль 1 : 5.

    7. Полученные гидратопектины имеют высокую концентрацию пектиновых веществ (0,38...0,89 %), которая зависит от содержания пектиновых веществ в исходном сырье, что подтверждается коэффициентом парной корреляции R²=0,72 – достоверным и значимым. Самый большой выход спиртоосаждаемых пектиновых веществ отмечен у пектинового экстракта из плодов боярышника – 7,59 %, самый низкий у экстракта из плодов облепихи – 4,22 % на а. с. м.

8. Установлены оптимальные режимы процесса тестоприготовления на основе изучения кислотности, газообразующей способности и реологических свойств теста приготовленного с внесением гидратопектинов из плодов дикорастущих культур и установлено влияния этих факторов на качество готового хлеба.
9. Установлено, что наиболее предпочтительный способ производства хлеба с гидратопектинами из плодов дикорастущих культур – опарный, с добавлением гидратопектинов в опару.
10. Определена сорбционная способность разработанных сортов хлеба, которая составляет для хлеба «Богатырский» 269,3 мг Рв²⁺/г хлеба; хлеба «Ягодка» 102,2 мг Рв²⁺/г хлеба; хлеба «Облепиховый» 201,3 мг Рв²⁺/г хлеба.
11. Новизна предлагаемых технологических решений подтверждена получением 5 патентов РФ на изобретения.
12. Разработана технология и утверждена техническая документация на гидратопектины: из плодов боярышника (ТУ 9196-101-0493202-07), из плодов облепихи (ТУ 9196-102-0493202-07), из плодов шиповника (ТУ 9196-103-0493202-07).
13. Разработана и утверждена техническая документация на новые сорта хлеба: хлеб «Богатырский» (ТУ, ТИ, РЦ 9114-104-0493202-07), хлеб «Облепиховый» (ТУ, ТИ, РЦ  9114-088-0493202-07), хлеб «Ягодка» (ТУ, ТИ, РЦ 9114-080-0493202-07).
14. Разработанные технологии хлебобулочных изделий с использованием гидратопектинов прошли промышленную апробацию в условиях учебно-научно-инновационного комплекса «Технолог» КубГАУ, ОАО «Пекто Продукт», ЗАО «Северский пектиновый завод», ООО «Русь».
15. Расчетный ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство разработанных сортов хлеба составит: хлеб «Богатырский» - 957,43; хлеб «Ягодка» - 1071,44; хлеб «Облепиховый» - 871,7 рублей при реализации 1 т продукции.

Список  публикаций по теме диссертации

      1. Храмова Н.С. Технология производства гидратопектинов из плодов дикорастущих культур и их применение в хлебопечении / Н.С. Храмова. – Краснодар: КубГАУ, 2008. – 82 с.

      2. Храмова Н.С. Экологические аспекты применения пектина в производстве хлебобулочных и макаронных изделий / Н.С. Храмова, Л.В. Донченко, Н.В. Сокол // Тез. докл. Всерос. науч. конф. молодых ученых и студентов. Т.1. Секция: «Экология и природопользование», «Биология и медицина». – Краснодар: Просвещение-Юг, 2004. – С. 146-148.

     3. Храмова Н.С. Экологические аспекты применения гидратопектинов в производстве хлебобулочных изделий / Н.С. Храмова, С.Н. Силко,  Н.В. Сокол // Матер. межд. практич. конф. «Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственной и пищевой продукции». – Краснодар: КНИИХ и П, 2005. – С. 90-91.

     4. Храмова Н.С. Перспективы применения гидратопектинов из дикорастущего сырья в хлебопечении / Н.С. Храмова, О.П. Гайдукова, Н.А. Сухно // Матер. 7-й регион. науч.-практич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». – Краснодар: КубГАУ, 2005. – С. 189-190.

     5. Храмова Н.С. Использование богатого пектином растительного сырья в хлебопекарном производстве / Н.В. Сокол, Н.С. Храмова // Научный журнал КубГАУ (Электронный ресурс). – Краснодар: КубГАУ, 2005. - №07 (15). Режим доступа: http: // ej.kubagro.ru/2005/07/07/p07/ asp.

     6. Храмова Н.С. Использование пектиновых веществ в производстве продуктов питания лечебно-профилактического назначения / Н.В. Сокол, Н.С. Храмова, О.П. Гайдукова, В.В. Гирина, Г.С. Храмов // Научный журнал КубГАУ (Электронный ресурс). – Краснодар: КубГАУ, 2006. Режим доступа: http: // ej.kubagro.ru/2006/07/08/p08/ asp.

     7. Храмова Н.С. Технологическая оценка дикорастущего сырья как источника пектиновых веществ / Н.С. Храмова, Н.А. Сухно Н.А., О.П. Гайдукова // Матер. 8-й регион. науч.-практич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». – Краснодар: КубГАУ, 2006. – С. 231-232.

     8. Храмова Н.С. Использование гидратопектинов из дикорастущего сырья в хлебопечении / Л.В. Донченко, Н.В. Сокол, Н.С. Храмова, О.П. Гайдукова // Хлебопечение России. – 2007. – № 1–С. 14-16.

     9. Храмова Н.С. Влияние гидратопектинов из дикорастущего сырья на хлебопекарные свойства муки / Н.С. Храмова, О.П. Гайдукова, Н.А. Сухно // Программа i матерiали 73-ї наукової конференцiї молодих ученых, аспiрантiв i студенiв «Науковi здобутки молодi – вирiшенню проблем харчування людства у ХХI столiттi». К.: НУХТ, 2007. – Ч. II. – С.62.