Исследование процесса термообработки ржано-пшеничных полуфабрикатов в атмосфере нагретого пара

Исследование процесса термообработки ржано-пшеничных полуфабрикатов в атмосфере нагретого пара

Содержание

Введение

. Обзор литературы

.1 Выпечка хлеба из пшеничной, ржаной и ржано-пшеничной муки

1.1.1 Традиционные способы выпечки хлебобулочных изделий

.1.2 Роль хлебопекарных свойств пшеничной муки в получении хлеба высокого качества

.1.3 Химические и технологические показатели рисовой муки

.1.4 Перспектива развития новых видов выпечки хлебобулочных изделий

1.2 Строение крахмала зерновых культур

.2.1Хлебопекарные свойства пшеничной муки

.2.2 Хлебопекарные свойства ржаной муки

.2.3Химический состав пшеничной муки

.2.4 Химический состав ржаной муки

.2.5 Аминокислотный состав зерна ржи

.3 Технология производства ржаного и ржано-пшеничного хлеба

.4 Методы оценки показателей качества полуфабрикатов

.5 Использование нетрадиционного сырья в хлебопечении

.5.1 Использование зерновых и крупяных продуктов в хлебопечении

.5.2 Использование дополнительного сырья и пищевых добавок в технологии ржаного, пшеничного и ржано-пшеничного хлеба

.6 Заключение по обзору литературы

. Экспериментальная часть

.1 Сырье и материалы, применявшиеся при проведении исследований

2.2 Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий

.2.1 Методы оценки свойств сырья

.2.2 Приготовление полуфабрикатов и готовых изделий

.2.3 Методы исследования свойств полуфабрикатов

.2.4 Методы оценки качества хлеба

.3 Характеристики сырья, применявшегося в работе

.4 Оборудование для приготовления ржано-пшеничного хлеба в пароварке

.5 Результаты исследований и их анализ

.5.1 Определение рецептуры теста для паровых изделий из смеси ржаной и пшеничной муки

2.5.2 Определение продолжительности брожения теста для ржано-пшеничных полуфабрикатов

.5.3 Определение продолжительности расстойки ТЗ для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки

.5.4 Определение параметров термообработки ТЗ для паровых хлебобулочных изделий из ржаной и пшеничной муки

.6 Выводы по экспериментальной части

. Технологическая часть

. Экономическая частью

. Охрана труда и окружающей среды

Вывод

Список использованной литературы

хлеб мука тесто полуфабрикат

Введение

Среди разнообразных видов хлеба и хлебобулочных изделий ржаные и ржано-пшеничные занимают особое место. Хлебобулочные изделия обладают не только ни с чем несравнимым вкусом и ароматом, но и благодаря особенностям химического состава ржаной муки, оказывает положительное влияние на здоровье человека.

Рожь - одна из важнейших злаковых культур. Норма потребления ржаной муки (в процентах от всех злаков) около 30%. Ржаная мука обладает многочисленными полезными свойствами. В ее состав входят необходимые нашему организму аминокислота - лизин, пищевые волокна - клетчатка, минеральные вещества - марганец, цинк. В составе ржаноймукина 30% больше железа, чем впшеничной, в 1,5-2 раза больше магния и калия. Употребление ржаного хлеба помогает снизить холестерин в крови, улучшает обмен веществ, работу сердца, выводит шлаки, помогает предотвратить несколько десятков заболеваний, в том числе и онкологических.

К сожалению, в последние годы и в России, и за рубежом отмечается тенденция снижения удельного потребления ржаного и ржано - пшеничного хлеба. Несомненно, что только постоянное совершенствование технологии приготовления этих изделий, обеспечивающее высокое качество готовой продукции, способно вернуть им былую популярность.

Одним из направлений развития в области технологии хлебопечения является использование нетрадиционного сырья в рецептуре изделий, в том числе, и ржаного хлеба. В настоящее время разработаны различные виды хлебобулочных изделий с добавлением пищевых волокон, соевой, рисовой, гречневой муки, а также муки из зерна тритикале.

В связи с этим целью исследований явилась разработка технологии применения овсяной муки при производстве хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки. Для решения поставленной цели решали следующие задачи:

·        обоснование применения при производстве хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки;

·        разработка технологических решений применения при производстве хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки;

·        изучение влияния различных технологических факторов на качество хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки;

·        исследование влияния овсяной муки на потребительские свойства хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки;

1. Обзор литературы

В обзоре литературы представлены сведения о существующих способах выпечки хлебобулочных изделиях и перспективах их развития, данные по химическому составу, хлебопекарным свойствам ржаной муки, а также описаны существующих технологии производства ржано-пшеничного хлеба, перечислены характеристики и свойства микроорганизмов ржаных заквасок и теста, описаны процессы, протекающие при созревании ржаных полуфабрикатов и их отличия в свойствах и способах приготовления ржаного теста, приведены существующие методы оценки свойств полуфабрикатов при производстве ржано-пшеничного хлеба. Отдельная глава посвящена использованию нетрадиционных видов хлебопекарного сырья.

.1 Выпечка хлеба из пшеничной, ржаной и ржано-пшеничной муки

Выпечка является одной из важнейших стадий приготовления хлеба, в значительной степени определяющей структуру и качество готовых изделий. При прогреве тестовых заготовок в них происходит ряд процессов, тесно связанных между собой и взаимно влияющих друг на друга. Основными компонентами муки и теста является крахмал и белок, которые, претерпевая ряд изменений в своей структуре, обеспечивают получение уникального продукта - хлеба. На характер и интенсивность протекания этих процессов значительное влияние оказывают технологические факторы, основными из которых являются свойства муки и тестовых заготовок, а также режим выпечки изделий.

В ряде исследований отмечается нестабильность свойств основного сырья хлебопекарной промышленности - муки. Одним из основных показателей ее качества является сила муки, которая определяется как свойствами клейковины, так и ее количеством. Изменение соотношения основных биополимеров в муке - крахмала и белка, влечет за собой изменения в качестве изделий, а следовательно и в процессах протекающих при выпечке хлеба и последующем его хранении.

Изучение процесса выпечки имеет большое значение при решении вопросов, связанных с повышением качества хлеба. Ниже изложены основные сведения научно-технической литературы.

.1.1 Традиционные способы выпечки хлебобулочных изделий

При выпечке хлеба в тестовой заготовке происходят теплофизические, микробиологические, коллоидные, биохимические процессы и другие процессы. Эти процессы взаимно влияют друг на друга, а интенсивность их протекания зависит от режима прогрева, энергии связи влаги с материалом и свойств тестовой заготовки.

Технологическое назначение выпечки заключается в закреплении пористой структуры теста, достигнутой при его созревании, в результате чего образуется эластичный, сухой на ощупь мякиш, формируется характерная окраска и толщина корки, накапливаются вкусовые и ароматические вещества [2,1,18,12,13,30].

Разработкой теоретических основ выпечки занимались ряд отечественных и зарубежных исследователей [2,1,9,21,14,11-13,34,37].

Передача тепла ВТЗ осуществляется кондукцией от пода на котором выпекается хлеб, конвекцией от среды пекарной камеры и излучением от поверхностей нагрева и ограждений пекарной камеры. Роль передачи тепла тестовой заготовки каждым из перечисленных выше способов зависит от конструктивных особенностей и режима работы печи. Ведущая роль во всех случаях остается за передачей теплоты излучением [37].

Существенное значение в передаче теплоты в первый период выпечки тестовой заготовки может иметь теплота конденсации паров паровоздушной смеси пекарной камеры на поверхности и в поверхностном слое ВТЗ, посаженной в печь.

Ведущим фактором процессов, происходящих при выпечке, является прогрев массы ТЗ. Одним из первых в нашей стране изучением температурного поля ВТЗ занимался Л.Я. Ауэрман [1]. Работами Л.Я. Ауэрмана показано, что в процессе выпечки значительную роль играет термовлагопроводность, обусловленная сравнительно большой величиной теплового напряжения поверхности ВТЗ, поэтому в ней создается значительный температурный градиент. Это явление определяет специфический характер тепло- и массообмена при выпечке. При прогревании средняя влажность тестовой заготовки уменьшается из-за испарения влаги из поверхностных слоев, которые превращаются в корку. Испарение влаги при выпечке происходит при постепенном углублении зоны испарения, которая перемещается внутрь выпекаемого хлеба при утолщении корки. Результаты экспериментальных данных Л.Я. Ауэрмана [1], А.С. Гинзбурга [10] по изучению температурного поля ТЗ позволили выделить три основных зоны: I - поверхностного слоя, II - центральных слоев и III - слоев, расположенных на границе корки и мякиша. Наличие зоны испарения определяет характер температурных кривых.

Процесс выпечки тестовых заготовок протекает в условиях нестационарного прогрева и делится на периоды [1,4,13,23,30]. Каждый из них характеризуется определенными изменениями, происходящими в хлебе.

На основании затрат тепла и кинетики влагоотдачи в процессе выпечки, А.С. Гинзбург [21] выделяет два периода. В первом периоде тепло расходуется на прогрев массы ВТЗ (от поверхности внутрь), испарение влаги с поверхности ТЗ и на внутренние физико-химические процессы, имеющие эндотермический характер. Первый период характеризуется переменной (увеличивающейся) скоростью влагоотдачи, когда средняя (интегральная) влажность изделия уменьшается незначительно и образование корки в определенной мере происходит за счет перемещения влаги внутрь изделия.

Во втором периоде тепло затрачивается в основном на испарение влаги и на нагрев массы корки и в меньшей мере - на доведение всей массы мякиша до температуры 95°C - 97°C. Период характеризуется постоянной скоростью влагоотдачи, когда влажность уменьшается примерно с постоянной скоростью за счет испарения при углублении зоны испарения.

И.И. Маклюков и В.И. Маклюков [13] в своей работе выделяют три периода выпечки. По данным авторов, первый период начинается с момента поступления тестовой заготовки в пекарную камеру и протекает при высокой относительной влажности (до 80 %), сравнительно низкой температуре паровоздушной среды пекарной камеры (110...120 °С) и длится 2...3 мин.

В первые минуты выпечки на поверхности тестовой заготовки и во внутренних ее слоях конденсируются водяные пары, что приводит к повышению влажности и массы теста (на 1,3%). Под действием создавшегося градиента влажности влага перемещается вглубь тестовой заготовки. В том же направлении происходит перемещение влаги под действием термовлагопроводности, так как температура поверхностного слоя куска теста в начале выпечки быстро повышается. Происходит интенсивный тепло и массообмен, в результате которого осуществляется прогрев тестовой заготовки.

В этом периоде происходит увеличение объема тестовых заготовок за счет длины и ширины. Степень увеличения объема зависит от состояния теста, режима выпечки и других факторов. Хорошее увлажнение способствует повышению объема тестовой заготовки.

После достижения поверхностью выпекаемой тестовой заготовки (ВТЗ) температуры точки росы, конденсация пара прекращается и заканчивается первый период [1,2,13,30].

Второй период идет при высокой температуре 270-290°С, без увлажнения газовой среды. В начале второго периода прекращается конденсация пара и начинается испарение конденсата с поверхности тестовой заготовки. В этот момент происходит снижение массы тестовой заготовки [1,21,12,13]. Сначала происходит испарение влаги микро - и макрокапилляров из поверхностных слоев, а затем адсорбционно-связанной влаги, что приводит к замедлению испарения влаги [1,21,28,30].

После обезвоживания поверхностных слоев, по мере утолщения корки, зона испарения соответственно углубляется, оставаясь пограничной между коркой и мякишем. Температура в зоне испарения не превышает 100ºC. Часть водяных паров из зоны испарения проходит через корку в атмосферу пекарной камеры, а часть паров переходит в центральные слои мякиша, где и конденсируется. Влажность центральной части мякиша горячего хлеба за счет теплового перемещения влаги повышается на 1,5 - 2,0% по сравнению с влажностью тестовой заготовки.

При выпечке хлеба процесс влагоотдачи характеризуется углублением поверхности испарения. Влага из ВТЗ удаляется исключительно за счет испарения ее из поверхностных слоев, а влажность остальной части ВТЗ увеличивается вследствие перемещения влаги от поверхности внутрь в силу термовлагопроводности.

В этом периоде увеличивается высота и уменьшается ширина изделия. Продолжительность этого периода может изменяться. Чем меньше продолжительность второго периода, тем быстрее образуется корка и заканчивается увеличение объема хлеба. Увеличение продолжительности второго периода приводит к получению хлеба большого объема [13]. Второй период является важным, так как от правильности его проведения зависят такие характеристики качества хлеба, как объем и форма.

Третий период - это завершающий этап выпечки. Он характеризуется менее интенсивным подводом теплоты (температура среды 180°С), углублением зоны испарения, расположенной на границе подкоркового слоя и мякиша. В третьем периоде продолжается прогрев внутренних слоев ВТЗ и по достижению температуры 95-98°С мякиш считается полностью пропеченным [1,2,12,13,23,30].

По данным И.И Маклюкова и В.И. Маклюкова [13], начало третьего периода наступает в момент достижения поверхностью ВТЗ температуры 105-115°С и образования корки. В этот момент происходит изменение окраски верхнего, частично обезвоженного слоя ВТЗ, превратившегося в корку за счет образования меланоидинов. Внутренние слои превращаются в мякиш, стабилизируется объем ВТЗ.

Интенсивное испарение влаги снижается вследствие образования корки и скорость испарения в этом периоде становится постоянной.

В процессе выпечки существенно изменяется качество ВТЗ. Хорошо пропеченное изделие обладает глянцевой румяной коркой, сухим эластичным мякишем, хорошим вкусом и ароматом.

Изучению подъема ВТЗ в процессе выпечки посвящено большое количество работ [1,2,21,11,12]. Впервые кинетика роста ВТЗ была исследовании А.С. Гинзбургом [21]. Исследователем установлено, что в процессе формирования объема готового изделия можно выделить два периода: период переменного, возрастающего объема и период постоянного объема. В работах А.Т. Лисовенко [12], Л.Я. Ауэрмана [1], А.С. Гинзбурга [21] использовались специальные установки для замера подъема ВТЗ в печи в процессе выпечки. Полученные данные показали, что достижение максимальной высоты и диаметра хлеба происходит одновременно. Деление процесса выпечки на два периода увязывается с кинетикой влагоотдачи в ходе выпечки.

В.И. Маклюковым [13] был исследован процесс формообразования батонообразных изделий. Основываясь на полученных экспериментальных данных, он предложил разбить процесс формообразования на четыре этапа.

На первом этапе, в зоне увлажнения ВТЗ расплывается под влиянием, выпадающих на ее поверхность паров конденсата. Высота ВТЗ уменьшается, ширина и длина увеличиваются.

Интенсивное увеличение объема происходит на втором этапе формообразования, при этом увеличиваются размеры ВТЗ: высота, ширина и длина. Изменение геометрических параметров ВТЗ на втором этапе зависит от скорости и продолжительности ее прогрева. По мере прогрева ВТЗ образуется оболочка из мякиша, который по своим свойствам отличен от теста. Давление газов в порах вследствие их термического расширения обуславливает стремление ВТЗ к сферической или цилиндрической форме. Малое давление в порах приводит к расплыванию ВТЗ из-за преобладания гидростатического давления на оболочку мякиша. Интенсивный теплообмен в пекарной камере приводит к резкому увеличению давления в порах, что ведет к увеличению высоты и менее интенсивному увеличению ширины и длины ВТЗ. Слабый прогрев ВТЗ способствует медленному росту давления в порах. Гидростатическое давление теста на оболочку из мякиша возрастает в результате чего увеличивается длина и ширина ВТЗ.

На третьем этапе увеличивается высота ВТЗ, а ширина и длина - уменьшаются.

Четвертый этап формообразования начинается с момента образования корки. При этом форма ВТЗ стабилизируется, а в отдельных случаях наблюдается незначительное уменьшение размеров готового изделия по сравнению с ВТЗ в конце третьего периода.

Прогрев тестовой заготовки влечет за собой глубокие изменения в структуре теста и его компонентов. Вода является важным компонентом теста. Она выполняет три основных функции: она является растворителем для водорастворимых веществ, активизирует ферменты и способствует формированию новых связей между макромолекулами биополимеров муки.

Коллоидная природа ВТЗ обуславливает наличие в ней нескольких форм связи влаги. П.А. Ребендер [цит. по 21] предложил классификацию связи влаги материалами, разделив ее на три энергетических уровня: при Е выше 125 кДж/моль присутствует химически связанная влага, ниже этой величины связь физико-химическая, а при условии удаления влаги путем отжима - механическая связь.

Наиболее прочно удерживается химически связанная вода. Ее молекулы входят в состав основного вещества в точных количественных соотношениях и освобождаются лишь при химическом взаимодействии или при особой интенсивной тепловой обработке (прокаливание) [24,27].

Влага физико-механической связи. Влага, механически удерживаемая сложной внутренней структурой коллоидной системы, сохраняет свои исходные свойства. Ей соответствуют следующие формы связи: влага макрокапилляров - эта часть воды находится в узких капиллярах, она заполняет сквозные макро-капилляры только при непосредственном соприкосновении; влага микрокапилляров - эта жидкость заполняет любые микрокапилляры не только при непосредственном соприкосновении, но и путем сорбции из влажного продукта. Причиной этой формы связи является капиллярное давление.

Вода физико-механической связи перемещается в теле как в виде жидкости из центральных слоев тела до зоны испарения, так и в виде пара от зоны испарения через сухой слой наружу [цит. по 27].

Влага физико-химической связи. Влага, образующая физико-химические связи в различных, но строго определенных соотношениях. Ей соответствуют следующие формы связи: адсорбционно-связанная влага - это жидкость, удерживаемая молекулярным силовым полем по гидрофильным группам у поверхности раздела мицелл с окружающей средой.

Всякая поверхность обладает способностью адсорбировать воду, причем с увеличением этой поверхности, количество адсорбированной воды возрастает. Миграция адсорбционно-связанной влаги, как влаги наиболее прочно связанной с коллоидным телом, будет происходить в виде диффузии пара. Удаление прочно связанной с телом адсорбционной влаги связано с соответствующей затратой энергией. Для удаления адсорбционно-связанная влага должна быть превращена в пар, после чего начинается диффузия ее к наружной поверхности тела. На долю адсорбционной связанной влаги приходится примерно около 20 % от общего количества влаги, содержащейся в хлебе [2].

Осмотически поглощенная влага (влага набухания). К этим видам связи влаги относится влага, находящаяся в замкнутых ячейках. Эта влага является свободной в том смысле, что ей соответствует весьма малая энергия связи.

Влага набухания в основном мигрирует в виде жидкости под влиянием диффузионно-осмотических сил, т. е. миграция жидкости происходит по типу избирательной диффузии-осмоса, через стенку клеток. Осмотически связанная влага составляет главную массу всей связанной воды полуфабрикатов и готового продукта.

Г.А. Егоров [16] считает, что состояние воды в гидрофильных пищевых материалах определяется уровнем энергетического взаимодействия молекул воды с активными центрами макромолекул биополимеров. Исследователь утверждает, что "вступая в контакт с активными центрами биополимеров, вода изменяет свое физическое состояние. Вся поглощенная пищевыми гидрофильными материалами вода находится в связанном состоянии, при равновесии с параметрами окружающей среды в материалах не может присутствовать свободная вода, как это нередко утверждается в различных статьях и монографиях. Следует различать лишь уровень связи, в зависимости от энергетической емкости объекта (продукта), обусловленный его химическим составом и структурой: слабо связанную или же прочносвязанную воду".

Работами целого ряда исследователей [34,35,36,41] также подтверждается, что связанная вода представлена двумя ее фракциями с различной подвижностью, т.е. с различной интенсивностью теплового движения, энергией и типом межмолекулярных связей. Между этими фракциями происходит постоянный обмен, интенсивность которого возрастает с повышением влажности и температуры.

R. Ruan [42], используя метод ЯМР установил, что жидкая фаза или "подвижная вода" начали появляться, когда влагосодержание муки превысило 23% и повышалось стремительно, пока влагосодержание не достигло 35%. Изучение изотерм сорбции показало несколько уровней связи воды в процессе формирования теста в диапазоне влажностей от 0% до 40%. Образование монослоя молекул воды на поверхности частиц муки наблюдалось уже в диапазоне 0% - 5%, второй монослой достигался при 14%, относительно свободная вода появлялась лишь при влагосодержании 23% - 35%.

Однако некоторые исследователи (P.S.Belton, E.Esselink) подвергли сомнению использование термина "связанная вода". Другая точка зрения заключается в том, что взаимодействие воды с различными биополимерами муки характеризуется различными нормами ее молекулярной подвижности.

P.L. Chen [36] и S.B. Engelsen в своих работах, указывают на наличие в свежевыпеченном мякише хлеба не двух, а трех фракций воды, которые различаются степенью подвижности. Наименьшая подвижность воды была вызвана взаимодейкствием с клейковиной, чуть большая - с крахмалом и пентозанами, а самая большая подвижность связывалась с протонным обменом между клейковиной и крахмалом.

Существует и противоположная точка зрения на использование ЯМР-спектроскопии. P. Chinachoti и др. и B.P. Hills и др. предположили, что интерпретация измерений интегральной интенсивности воды в пищевом продукте данным методом, вовлекает в себя и химические обмены между протонами воды и протонами биополимеров. Они пришли к выводу, что выявленную закономерность, возможно применить для изучения морфологии биополимеров, используя протоны воды в качестве "усилителя" относительно немногочисленных протонов полимера.

Вода не равномерно распределена среди структурных компонентов теста. W. Bushuk [34] приводит данные о том, что 6% воды в тесте связано с крахмалом, 31% с белком и 23% влаги связано с пентозанами. По данным калориметрических исследований, температура замерзания воды в тесте существенно сдвинута, тогда как часть ее остается и вовсе "незамораживаемой".

Используя ЯМР-спектроскопию S. Li, L.C. Dickinson, P. Chinachoti исследовали протонную релаксацию для воскового кукурузного крахмала, клейковины пшеницы и их смеси. Они изучили влияние влагосодержания и тепловой обработки на подвижность протонов воды и выдвинули предположение, что у клейковины пшеницы наблюдается большая степень сродства с ними. Вода в клейковинной пасте оставалась относительно неподвижной, в то время, как вода в крахмальной пасте оставалась более мобильной.

S.L. Umbach, E.A. Davis, J. Gordon [38] исследовали коэффициент распределения воды в клейковинных и крахмальных пастах. Они установили, что более высокий коэффициент распространения наблюдается у крахмальных паст, нежели чем у клейковинных. На основании полученных экспериментальных данных они сделали вывод, что малое количество воды, прилитой к сухому крахмалу, связывается зернами достаточно прочно, однако дополнительное количество воды, внесенное в систему, с ними уже не взаимодействует, оставаясь достаточно свободной. Гидратация клейковины привела к большему взаимодействию между молекулами белка и воды, вследствие чего большая часть влаги оставалась неподвижной.

Исследование воды в тесте и готовом хлебе весьма сложный вопрос, в котором нужно учитывать не только распределение воды среди его компонентов, но и изменение ее свойств из-за взаимодействий между водой и биополимерами муки и теста.

ВТЗ представляет собой высокопористую систему. Стенки пор состоят из крахмальных зерен, отрубинистых частиц и белковых пленок, которые покрывают зерна крахмала. В процессе выпечки происходит перераспределение влаги между коллоидами теста.

Белки обладают способностью к набуханию и образованию студней и гелей [10,17,18]. Типичным белковым гелем является пшеничная клейковина. Клейковина теста по данным А.Г. Кульмана [11], имеет максимум набухаемости при 30°С, дальнейшее повышение температуры ведет к снижению ее способности к набуханию.

Белково-протеиназный комплекс ВТЗ в процессе выпечки претерпевает существенные изменения. Белки подвергаются воздействию протеиназ и термической денатурации. Протеолиз протекает до определенной степени прогрева ВТЗ и зависит от влажности полуфабриката и длительности прогрева. Исследованиями И.А. Попадич показано, что температура оптимума и инактивации ферментов также зависят от влажности ВТЗ и скорости ее прогрева. Чем быстрее происходит прогрев, тем выше температура инактивации фермента.

Тепловая денатурация белков, как указывает Н.П. Козьмина [17], происходит непрерывно, начиная с температуры 50°С и более интенсивно до 80°С. При прогревании клейковины в водной среде до температуры свыше 70°С вначале коагулирует глютенин, а затем глиадин. В процессе выпечки происходит полная коагуляция белков клейковины, сопровождающаяся выделением влаги, связанной ими в процессе набухания при образовании теста.

Ведущая роль клейковины, принадлежащая ей в процессе набухания муки при замесе теста при температуре около 30°С, при постепенном повышении температуры во время выпечки хлеба переходит к крахмалу. Особенно интенсивно поглощение влаги и набухание крахмала происходит при 40-60°С, примерно в этих же пределах температур начинается клейстеризация крахмала [1,11,20,30]. Крахмал набухает и клейстеризуется, а молекулы белка денатурируют, отдавая влагу захваченную ими в процессе тестоведения. Такое представление о механизме перераспределения влаги подтверждается большим количеством работ [18,11,40,38].

Повышение температуры до 60-70°С приводит к повышению вязкости теста. Однако при прогреве до 60°С, мякиш еще не вполне нормального качества: заминающийся и сыроватый на ощупь. Причиной этого является то, что клейстеризации крахмала в условиях недостаточной влаги, продолжается при более высокой температуре 100°С. Для получения хлеба с сухим и эластичным мякишем, необходимо выдержать хлеб в печи до достижения температуры в центре мякиша 96-98°С [1,2,18,30].

Одним из основных явлений, происходящих при выпечке хлеба, следует считать повышение растворимости крахмала. А.С. Гинзбург [21]указывает, что данное явление обусловлено, как деполимеризацией крахмала в результате воздействия α-амилазы, так и переходом в раствор амилозы из клейстеризованных зерен крахмала. Чем дольше продолжительность выпечки, тем глубже идет гидролиз углеводов [1,10,17,18]. Степень клейстеризации и гидролиза крахмала также определяет свойства мякиша выпеченного хлеба.

Н.П. Козьмина [18] отмечает, что степень клейстеризации крахмала зависит от условий выпечки (продолжительности и скорости прогрева ВТЗ), а также от наличия свободной влаги.

Y. Kim, P. Cornillon указывают, что на степень клейстеризации крахмала влияет и продолжительность замеса теста. Измерения диэлектрической константы теста с различной продолжительностью замеса показали, что начало клейстеризации крахмала было задержано для образцов ВТЗ увеличенным замесом. Сведений о влиянии продолжительности выпечки и скорости прогрева ВТЗ на состояние крахмала при выпечке в научно-технической литературе приводится недостаточно.

В процессе выпечке по мере прогревания ВТЗ происходит изменение жизнедеятельности микроорганизмов. Примерно до 40°С жизнедеятельность дрожжей в ВТЗ еще очень интенсивна. При прогревании теста до температуры около 50°С процессы, вызываемые дрожжами, резко снижаются [1,2,3,17,18,30].

При прогревании слоев ВТЗ до 60°С жизнедеятельность в них дрожжей и нетермофильных кислотообразующих бактерий практически приостанавливается [1,3,18,30]. Как отмечалось выше, прогревание ВТЗ начинается от периферийных слоев к центру. Отсюда следует, что, и описанные изменения в жизнедеятельности бродильных микроорганизмов ВТЗ будут происходить постепенно, по мере ее прогревания, распространяясь от поверхностных слоев к центру.

Качество хлеба напрямую зависит от продолжительности выпечки ТЗ. Момент готовности изделий на хлебопекарных предприятиях до настоящего времени определяется органолептически. Такой способ ненадежен и субъективен. Отдельными исследователями были предложены методы определения готовности хлеба, но практического применения на предприятиях они не нашли.

Руководствуясь известными положениями теории подобия физических явлений, В.А. Брязун [8] пришел к выводу, что критерием окончания выпечки может служить безразмерный комплекс физических величин, называемый числом Фурье. Для подобных выпекаемых изделий идентичного состава, одинаковой формы и с пропорциональными сходными размерами это число будет иметь одну и ту же величину F_овып. Справедливость данного утверждения проверялась экспериментально при выпечке модельных хлебобулочных изделий из пшеничной муки первого сорта с различной массой на поду и в формах. Полученные результаты показали, что для модельных подовых изделий круглой формы число F_овып = 0,13 - 0,14, а для модельных формовых 0,24 - 0,25. Для реальных объектов выпечки им предложено определять продолжительность тепловой обработки ТЗ на основе тождества:

Τ_вып = F_овып I/а

где I - характерный размер реальных выпекаемых изделий;

а - коэффициент температуропроводностипоследних.

Такой подход позволяет найти оптимальное значение продолжительности выпечки, как для всех видов подовых изделий, так и для новых видов изделий.

Знание процессов протекающих при выпечке ТЗ необходимо для организации эффективного использования промышленных печей и повышения качества выпускаемой продукции. Показатели качества пшеничных хлебобулочных изделий в первую очередь определяются хлебопекарными свойствами муки.

.1.2 Роль хлебопекарных свойств пшеничной муки в получении хлеба высокого качества

Мука является основным сырьем для хлебопекарной промышленности. Ее свойства в значительной степени определяют качество готовой продукции.

Хлебопекарные свойства муки зависят от многих факторов: сорт, агроклиматические условия произрастания, методы обработки зерна пшеницы. Однако основными факторами являются количество и качество клейковины муки - ее сила.

"Сила" муки - способность муки образовывать тесто, обладающее после замеса и в процессе брожения, разделки, расстойки определенными реологическими свойствами [1, 30].

Из научно-технической литературы [1, 6, 25, 30] известно, что "сила" муки определяет количество воды, необходимое для получения теста нормальной консистенции, а также изменения структурно-механических свойств теста при брожении, и в связи с этим поведение теста в процессе его механической разделки, расстойки и выпечки. Количество воды, поглощаемое при замесе теста, имеет важное значение для технологии, так как от этой величины зависит выход готовой продукции.

Мука по силе характеризуется как сильная, средняя и слабая.

Сильной считается мука, способная поглощать при замесе теста нормальной консистенции относительно большое количество воды. Тесто из сильной муки устойчиво сохраняет свойства в процессе замеса, брожения расстойки. Поэтому подовый хлеб из сильной муки с достаточной газообразующей способностью имеет больший объем, не расплывчатую форму, хорошо разрыхленный мякиш.

Слабой считают муку, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает относительно мало воды. В процессе замеса и брожения свойства теста быстро ухудшаются, оно становится к концу брожения жидким (слабым), мало эластичным, липком и мажущимся. Такое тесто трудно разделывается, тестовые заготовки расплываются, подовый хлеб получается расплывчатой формы и имеет пониженный объем.

Средняя по силе мука по описанным свойствам занимает промежуточное положение между сильно и слабой мукой [1, 30, 32].

"Сила" муки оказывает влияние на процесс выпечки хлеба. При переработке муки со "слабой" клейковиной выпечку проводят при обычном режиме, но если окраска корки бледная, то температуру повышают на 10-12С и удлиняют продолжительность выпечки [14].

Клейковины - главный белок в пшеничном тесте, ответственный за его уникальные вязко-упругие свойства и газоудерживающую способность. Белки при взаимодействии с водой в процессе замеса образуют достаточно хрупкую пространственную структуру, которая является ловушкой для газа, выделяющегося в процессе брожения. Способность клейковины образовывать достаточное количество поперечных связей определяет вязко-упругие свойства теста и мякиша хлеба.

B.J. Dobraszczyk в своей работе отмечает, что реологические свойства теста определяются вторичной структурой белковой молекулы и числом образованных связей, а не химической структурой первичных единиц полимера, как считалось ранее.

Клейковинные белки представляют собой трехмерную систему полимеров [40]. Классическое разделение данной системы на глиадин и глютенин основано на их способности растворятся в спирте и щелочи [17]. Общепризнано, что белком клейковины, ответственным за изменения в качестве теста и хлеба является глютенин. Работoй F. MacRitchie, D. Lafiandra показано, что содержание глютенина связано с различиями муки по силе и качеством готовых изделий. Однако, точные молекулярные механизмы, ответственные за это изменение, все еще остаются в значительной степени не ясными, так как информация о молекулярном размере и структуре этой фракции полимера не доступна обычным методам исследования.

Количество клейковины немаловажный фактор, так же влияющий на качество теста и хлеба. Как отмечалось ранее, в процессе выпечки происходит влагообмен между основными составляющими теста и хлеба - крахмалом и белком. X. Wang и др. [39] были поставлены опыты по прогреву паст с различным соотношением в них крахмала и клейковины. Данные, полученные методом ЯМР-спектроскопии показали, что крахмал в присутствии клейковины адсорбирует на своей поверхности значительно меньшее количество воды. Исследователи объяснили этот факт тем, что при повышенном содержании клейковины в системе содержание воды доступной зернам крахмала снижается. Ученые так же отмечают, что содержание клейковины влияет на теплоемкость и температуру начала клейстеризации крахмала. Чем выше содержание сырой клейковины, тем большее количество теплоты необходимо сообщить системе.

В.Я. Черных, М.А. Ширшиков, А.С. Максимов [29] исследовали реологическое поведение моделей муки содержащих крахмал и клейковину в различных соотношениях. Исследователями было показано, что при содержании сухой клейковины более 80% на реологическое поведение водной суспензии модельной смеси намного сильнее влияли процессы связанные с набуханием и денатурацией клейковины, чем клейстеризациякрахмала. При содержании клейковины более 40% происходит расслоение системы и каждый компонент проявляет себя независимо от другого, как индивидуальное вещество (появляется два пика системы). До содержания клейковины 45% реологическое поведение геля определяется крахмалом, а после 50% доминирует клейковина. Органолептический и физико-химический анализ хлеба показал, что наилучшую оценку получила проба хлеба с содержанием сухой клейковины 20%, что соответствует содержанию клейковинных белков в пшеничной муке 15% - 16% и содержанию сырой клейковины 45% - 48%.

B.J. Dobraszczyk, изучая реологические характеристики теста из муки с различными хлебопекарными свойствами в ходе выпечки, измерил напряжения, возникающие при тепловом расширении газов в стенках пор. Им показано, что максимальное напряжение достигается в интервале температур от 25°C до 60°C. Тестовые заготовки из муки с пониженными хлебопекарными свойствами имели меньшее напряжение в стенках пор, а стабильность газовых ячеек достигалась уже при температуре 45°C - 50°C. Тогда, как для тестовых заготовок из муки нормального качества стабильность наступала лишь при 60°C. B.J. Dobraszczyk так же отмечает, что тесто из муки с хорошими хлебопекарными свойствами способно выдерживать напряжения при тепловом расширении газов в ходе выпечки и образовывать мякиш с тонкостенной, равномерной пористостью. Снижение хлебопекарного достоинства муки ведет к пониженным объемам готовых изделий, из-за частичного разрушения стенок пор под давлением газов.

В научно-технической литературе [1,15,30,33] приводятся сведения о том, что качество хлеба в значительной степени зависит от "силы" муки.

Л.Я. Ауэрман [1] отмечает, что тестовые заготовки из муки с чрезмерно крепкой клейковиной плохо разрыхлены из-за слабой газоудерживающей способности. Прогрев таких тестовых заготовок затруднен, поэтому длительность выпечки следует увеличивать.

Исследования, проведенные во ВНИИХП [43], показали, что из муки с деформацией клейковины 68-85 ед. Прибора ИДК-Iполучается хлеб удовлетворительного и хорошего качества. При использовании муки с пониженным и нормальным содержанием клейковины и деформацией сжатия 45-50 ед. ИДК получали хлеб неудовлетворительного качества: пониженного объема, с плотным мякишем, плохо развитой пористостью, неровной верхней коркой. От"силы" муки зависит формоудерживающая способность теста, а следовательно, расплываемость подового хлеба при расстойке и выпечке [6,30].

В работах [18,33], посвященных исследованию пористой структуры хлеба, была установлена ее зависимость от "силы" муки и влажности теста.

Пористость и общая деформация сжатия мякиша хлеба из муки "слабой" по силе, возрастала с увеличением влажности теста от 40 до 44%, а из муки средней по силе - с ростом ее от 40 до 46%. Дальнейшее повышение влажности теста до 49% приводило к снижению этих характеристик. Лучшую пористую структуру мякиша имели образцы хлеба, приготовленного из теста, влажностью 43-44,5% при использовании муки, "слабой" по силе, и влажностью 44-45% из муки, "средней" по силе [22, 31].

В ряде работ [1, 18, 25, 26] выявлено увеличение объема хлеба по мере возрастания "силы" муки, только в том случае, когда мука характеризовалась, как "очень сильная" - объем хлеба вновь уменьшался.

В.В. Колпаковой [19] показано, что внесение сухой пшеничной клейковины положительно влияет на показатели качества хлебобулочных изделий. Отмечается, что дозировки 2% - 4%, рекомендуемые другими авторами, не могут распространяться на муку любого качества и должны быть скорректированы с учетом более детального анализа особенностей клейковинного комплекса исходной муки и функциональных свойств сухой пшеничной клейковины, используемой для корректировки ее качества. Для пшеничной муки высшего сорта с удовлетворительной клейковиной наибольший эффект от влияния сухой пшеничной клейковины на все показатели качества теста и хлеба наблюдали при дозировке 2% и значении Н_деф= 52 и 65 ед. приб.

.1.3 Химические и технологические показатели рисовой муки

Рис - однолетнее растение семейства злаковых. Ценная зерновая культура. Основной продукт питания для большей части населения нашей планеты и вторая по значению зерновая культура после пшеницы. По биологической ценности белка, содержанию крахмала, рисовая мука занимает ведущее место среди других видов злаковой муки. Это - источник широкого спектра природных микроэлементов, витаминов и минеральных веществ, что делает рисовую муку исключительно полезной для питания людей всех возрастов, и особенно детей. Отличительной особенностью рисовой муки является то, что она относится к крахмалосодержащему (около 80%) сырью, у которого отсутствует клейковина. Рисовая мука является источником растительного белка, полноценного по аминокислотному составу, содержит натрий, калий, магний, фосфор, витамины В1, В2 и РР. В ее состав входят биотин (витамин), амилопектин и цинк (микроэлемент), значительное количество крахмала, который легко усваивается организмом человека, немного клетчатки (до 1 %) и моно и дисахаридов (до 0,4 %).

Анализ химического состава показывает, что в рисовой муке содержится жира в 2 раза меньше, чем в пшеничной муке высшего сорта. Жиры, имеющиеся в небольшом количестве (0,6%), играют важную роль в определении питательной ценности и стойкости продукта при хранении и характеризуются высоким содержанием непредельных жирных кислот. Последние с одной стороны повышают биологическую ценность продукта, а с другой являются причиной их лёгкой окисляемости. Рисовая мука содержит значительное количество крахмала (81,6%), легко перевариваемого и усвояемого, и очень мало клетчатки (0,4-0,5%) и моно-и дисахаридов (0,4-0,5%).

Во фракционном составе белков рисовой муки отсутствует глютеновая фракция, что позволяет использовать данное сырье для создания безглютеновых продуктов[25].

Отсутствие в рисовой муке белков, способных образовывать массу, подобную клейковине пшеницы, накладывают определённые трудности на её использование при выработке хлебных изделий. Однако, вследствие того, что рисовый крахмал обладает большей податливостью амилолитическим ферментам в тестосистеме происходит быстрое расщепление на легкоусвояемые углеводы. Введение определённого количества рисовой муки в рецептуру теста из пшеничной муки приводит к интенсификации биохимических и микробиологических процессов, повышает качество продукции, снижает технологические затраты. Диетические свойства изделий при этом повышаются.

Применение рисовой муки в сочетании с пшеничной мукой является одним из наиболее простых способов её использования в хлебопекарной промышленности.

.1.4 Перспектива развития новых видов выпечки хлебобулочных изделий

Развитие рынка хлебобулочных изделий сегодня происходит, в основном, за счет нетрадиционных видов, растет спрос на новые виды хлеба с более сложной рецептурой. Это влечет за собой внедрение новых технологий по производству хлебобулочных изделий. Выпечка хлебобулочных изделий "на пару" стала известна нам от народов Вьетнама. Во Вьетнаме большая часть хлебобулочных изделий из пшеничной муки употребляется в виде обработанных паром, а не выпеченных традиционным способом.

В настоящее время существует ряд новых видов выпечек хлебобулочных изделий. Применяются новые технологии, которые сокращают время и потери при выпечке. Например, тепловую обработку тестовой заготовки ведут ионизированным газообразным теплоносителем со знаком, противоположным знаку, которым заряжена форма, причем знаки электрических потенциалов газообразного теплоносителя и формы с тестовой заготовкой изменяют на противоположные через 90 - 120 с на протяжении всего процесса выпечки изделий. [44]

Выпечку тестовых заготовок производят под воздействием регулируемого электромагнитного излучения инфракрасного спектра с длиной волны от 3,5 до 52 мкм и плотностью потока от 5000 до 25000 Вт/м², создающего при этом 180 - 250^oС тепла, образованного специальными керамическими нагревателями, выполненными в форме трубочек 10 - 14 мм, размещенными в камерах шкафа для выпечки хлебобулочных изделий эквидистантно относительно тестовых заготовок, обеспечивая тем самым равномерное облучение их по всей поверхности при общей продолжительности выпечки от 5 до 20 мин. В зависимости от используемой рецептуры и вида продукции (хлеб, батон, булочка), такие характеристики как длина волны и плотность облучающего потока предлагаемого способа выпечки хлебобулочных изделий меняются, но не выходят при этом за рамки указанных выше величин. Использование в операции выпечки регулируемого электромагнитного излучения инфракрасного спектра позволяет в первоначальный момент времени выпечки сформировать на тестовых заготовках тонкую корочку, по своей консистенции более плотную, чем внутренняя часть тестовой заготовки, а при дальнейшем ее прогреве вода, находившаяся в мякише, превращается в пар и, увеличиваясь в объеме, делает мякиш более рыхлым, т.к. пар не может сразу испариться из-за образовавшейся ранее корочки, а испаряется с некоторой задержкой, проделав работу в мякише по его "разрыхлению". Предлагаемый способ на 30% сокращает процесс производства хлеба за счет исключения ряда операций, причем операция выпечки сокращается в 2,5 - 3,0 раза, что в свою очередь повышает качество хлеба за счет сохранения в нем большего количества витаминов и улучшения структурно-механических свойств мякиша. Создание же в процессе выпечки изделий тонкой однородной корочки, в результате чего усушка через нее изделий уменьшается на 15 - 18% по сравнению с прототипом, способствует продлению срока свежести выпекаемой продукции.[45]

Расстойку и выпечку тестовых заготовок осуществляют в вакууме с разрежением 40 кПа между двумя пластинчатыми электродами, включаемыми на время расстойки и выпечки в сеть переменного тока промышленной частоты. Расстойку тестовых заготовок проводят при напряжении, подаваемом на электроды, равном 36 В, а выпечку - при напряжении 220 В. Изобретение позволяет улучшить структуру теста-хлеба и сократить длительность процесса окончательной расстойки.[46]

Технический прогресс с большой скоростью шагает вперед, появляются новые изобретения, которые позволяют не только сократить множество потерь при производстве хлебобулочных изделий, но и улучшить их качество. Но несмотря на это, традиционный способ выпечки остается на данный момент более предпочтительным.

.2 Строение крахмала зерновых культур

В хлебопечении используются различные зерновые культуры. С физико-химической точки зрения хлеб представляет собой сложную многофазную систему. Одним из главных компонентов, оказывающим влияние на качество и различные свойства хлеба, является крахмал, содержание которого в муке достигает 75%. В последнее время всё больше исследований посвящены разработке технологий производства хлеба не только из традиционных ингредиентов - пшеничной, ржаной муки, но и с использованием не столь распространенных как, например, овсяная мука.

Хорошо известно, что существует взаимосвязь между структурными и термодинамическими свойствами частично-кристаллических полимеров, к которым относится и крахмал. Это означает, что при соответствующем использовании тех или иных физико-химических приближений из ДСК-данных могут быть получены структурные параметры полимеров, была получена оценка термодинамических параметров плавления крахмалов, экстрагированных из различных источников, в частности, ржаной, овсяной и пшеничной муки[11].

Крахмал - сложное вещество, состоящее из двух полимеров: амилозы (рис.1) и амилопектина (рис.2). Химическая формула (C₆H₁₀O₅)n. Крахмал образуется в процессе фотосинтеза в виде гранул, располагаемых в клеточных органеллах (амилопластах). Форма и размер гранул зависят от ботанического источника крахмала [4].

Зерновые крахмалы (кукурузные, пшеничные) имеют небольшие многогранные по форме гранулы, картофельные - овальные гранулы, а крахмалльные гранулы бобовых, например, гороха - яйцевидную форму гранул. Размер гранул варьируется от <5 мкм (рисовый крахмал) до >80 мкм (картофельный крахмал) в диаметре. Амилоза построена из длинных, преимущественно неразветвленных цепей, звенья которой соединены α-(1,4) связями. Они скручены в спираль, на один виток которой приходится около шести остатков глюкозы (степень полимеризации макромолекулы - 500-6000 глюкозных остатков). Амилопектин - сильно разветвленная макромолекула со степенью полимеризации от 3∙105 до 3∙106 глюкозных остатков[7].

Рисунок 1.1 Строение Амилозы

Рисунок 1.2 Строение Амилопектина

Соотношение полисахаридов в крахмале различно и зависит от источника крахмала. В связи с этим различают восковидные крахмалы, содержание амилозы в которых меньше 15%, нормальные (20-25% амилозы) и высокоамилозные крахмалы (более 40% амилозы)[ ].

Представление о формировании двойных спиралей амилозных цепей и кластерных (гроздевых) амилопектиновых образований в крахмале развил D.French[ ].

Гранулы нативных крахмалов имеют кольца роста, которые представляют собой чередующиеся слои различной плотности, кристалличности и сопротивляемости химическим и ферментным воздействиям. Широкие слои образуются в результате альтернативного наполнения и отвода молекул в пластидах с последовательным отложением больших нерастворимых и малых растворимых молекул; при этом в плотных слоях превалируют высокомолекулярные фракции амилопектина.

Рисунок1.3 Схематическое представление структуры крахмальной гранулы:

а) чередующиеся аморфные и частично-кристаллические слои в грануле крахмала (кольца роста); б) увеличенное изображение частично-кристаллических колец роста, состоящих из чередующихся аморфных и кристаллических ламелей; в) кластерная структура амилопектина, сформированная двойными спиралями (в частично-кристаллической ламели) и В-цепями амилопектина (в аморфной ламели)[ ].

Степень кристалличности зерен крахмала находится в пределах 14- 42% и зависит от соотношения содержания амилозы и амилопектина. Короткие цепи в молекуле амилопектина образуют двойные спирали, которые формируют кристаллические ламели (кристаллиты). Свободные двойные спирали и кристаллиты создают так называемые полукристаллы[32].

Остальные молекулы амилозы и длинные цепи амилопектина формируют аморфную часть крахмальных зерен.

Для амилопектиновых и нормальных нативных крахмалов размер кластера, т.е. общая толщина одной кристаллической и одной аморфной ламели, составляет примерно 9-10 нм, при этом толщина кристаллической ламели равна 5-6 нм , а аморфной 3-4 нм[12].

Рисунок 4 Одинарная спираль, образованная глюкозными остатками амилозы, и амилозо-липидный комплекс (1-глюкозный остаток, 2-спираль, 3-липид )

При формировании и росте гранул крахмала в кристаллической их части линейные цепи амилозы образуют одиночные спирали по 6 глюкозных остатков в каждом витке (рис.4) и создают структуру Vh , боковые цепи амилопектина образуют двойные спирали с плотной (рис.5, структура А) и разреженной (рис.5, структура В) укладкой [16].

Рисунок 1.5 Трехмерная структура кристаллитов крахмала типа А, В и Vh

А-форма кристаллов крахмала образована двойными спиралями боковых ветвей амилопектина с плотной упаковкой; В-форма полиморфной части гранул свойственна картофельному крахмалу с более разреженной структурой упаковки ламелей и, следовательно, содержит большее количество связанных молекул воды; Vh -форма состоит из одинарных спиралей амилозы и, как правило, включает липиды[44].

Термодинамические характеристики микроструктуры крахмала

Степень кристалличности гранул крахмала можно определить при использовании современных дифференциально-сканирующих калориметров, анализируя получаемые термодинамические характеристики. Одна из них представлена на рис.6, где: Тт - максимальная температура плавления кристаллических ламелей; АСР - изменение теплоёмкости; при плавлении; ∆Срexp - разница теплоёмкостей между расплавленным и нативным состояниями зерен в эксперименте; ∆Нexp -энтальпия плавления кристаллических ламелей[4].

Рисунок 1.6 Термограмма плавления гранул крахмала

.2.1 Хлебопекарные свойства пшеничной муки

При оценке качества хлеба большое значение имеют такие показатели, как объем, окраска и характер корки, свойства мякиша (его эластичность, структура пористости, толщина стенок пор, однородность, цвет мякиша), вкус и аромат хлеба.

Поэтому под хлебопекарными свойствами муки понимают способность ее образовывать хлеб того или иного качества. Хлебопекарное качество пшеничной муки в основном определяется следующими ее свойствами:

) газообразующей способностью;

) силой муки;

) цветом муки и способностью ее к потемнению в процессе приготовлении из нее хлеба;

) крупностью частиц.

При спиртовом брожении в тесте под действием зимазногокомплекса дрожжей молекула глюкозы и фруктозы преобразуется в две молекулы этилового спирта и диоксида углерода.

Газообразующая способность муки (ГОС) характеризуется количеством СО2 (диоксида углерода), выделившегося за установленный период времени при брожении теста, замешенного из определенных количеств муки, воды и дрожжей (100 г, 60 см3 и 10 г) при температуре 30 °С.

По ГОС муку пшеничную делят на муку:

) с низкой ГОС, если за 5 ч брожения выделилось меньше 1300 см3 диоксида углерода;

) со средней ГОС - 1300 - 1600 см3 диоксида углерода;

) с высокой ГОС - свыше 1600 см3.

Газообразующая способность муки обусловлена содержанием в ней собственных сахаров и ее сахарообразующей способностью. Собственные сахара пшеничной муки составляют 0,7-1,8 % на сухое вещество и представлены глюкозой, фруктозой, мальтозой и сахарозой (0,1-0,55 %) , а также раффинозой, мелибиозой и глюкофруктозаном(примерно 0,5-1,1 % на СВ) . Причем количество сахаров в зерне и муке, главным образом мальтозы, возрастает при прорастании зерна.

Если в начальный период брожения (60-90 мин) расходуются собственные сахара муки, то для продолжения брожения теста необ-ходимы сахара, которые образуются в тесте в результате гидролиза крахмала под действием амилолитических ферментов (?- и ?-амилаз).

Под сахарообразующей способностью понимают способность муки образовывать то или иное количество мальтозы в водно-мучных субстратах при установленной температуре за определенный период времени. Сахарообразующая способность муки обусловливается действием амилолитических ферментов муки на крахмал и зависит от количества и активности ферментов, от размеров, характера и состояния крахмальных зерен.

В нормальном непроросшем зерне пшеницы содержится практически только ?-амилаза и такая мука характеризуется как мука со средней ГОС. В проросшем же зерне наряду с ?-амилазой содержится и активная ?-амилаза.

?-амилаза при действии на крахмал образует главным образом мальтозу, отщепляя последовательно по два гликозидных остатка, и наряду с ней значительно меньшее количество высокомолекулярных декстринов, ?-амилаза же образует при гидролизе крахмала низкомолекулярные декстрины и незначительное количество мальтозы. Следовательно, ?-амилаза - декстриногенная амилаза, а ?-амилаза - сахарогенная. Совместное действие обеих амилаз обеспечивает наибольшее осахаривание крахмала.

Амилазы различаются не только по их действию на крахмал, но и по физико-химическим характеристикам. Так, ?-амилаза характеризуется большей кислотоустойчивостью, но менее термостабильна, ?-амилаза по сравнению с ?-амилазой имеет оптимум действия и инактивируется при более высокой температуре.

Как было отмечено, в нормальном непроросшем зерне пшеницы содержится в свободном состоянии только ?-амилаза, количество которой более чем достаточно. В связи с этим сахаробразующая способность пшеничной муки из непроросшего зерна обычно обусловливается не количеством в ней ?-амилазы, а доступностью и податливостью (или атакуемостью) субстрата, т.е. крахмала муки.

Атакуемость крахмала зависит в основном от размеров частиц муки, размеров крахмальных зерен и степени их механического повреждения при размоле зерна, т.е. удельной свободной поверхности зерен крахмала, на которую может действовать ?-амилаза.

Собственные сахара муки играют существенную роль только в самом начале брожения теста. Успех технологического процесса приготовления хлеба обусловливается газообразованием в конце брожения теста, во время расстойки и в начале выпечки.

Технологическое значение газообразующей способности муки очень велико. Зная ее, можно предвидеть интенсивность брожения теста, ход расстойки и с учетом количества и качества клейковины в муке - разрыхленность и объем хлеба. Газообразующая способность муки влияет на окраску корки пшеничного хлеба. В тесте из муки с низкой ГОС сахара будут сброжены в первые часы его брожения. Недостаточная ГОС муки не обеспечит в конце брожения теста такого содержания в нем сахаров, которое было бы достаточно для нормального брожения теста при расстойке и в первый период выпечки. Хлеб из такого теста будет пониженного объема и плохо разрыхлен.

Количество оставшихся в тесте несброженных сахаров в значительной степени обусловливают цвет корки хлеба из пшеничной муки. Специфическая золотисто-буроватая окраска хлеба получается за счет реакции меланоидинообразования - реакции между несброженными редуцирующими сахарами и продуктами распада белка (аминокислотами).

Сила муки - это способность муки образовывать тесто с определенными структурно-механическими свойствами. Сила муки показывает, какими физическими свойствами может обладать тесто, а, следовательно, объемом и структурой пористости готовых изделий и в целом характеризует качество готовых изделий. Структурно-механические свойства теста влияют на работу тесторазделочных машин, на способность сформованных тестовых заготовок удерживать диоксид углерода и на форму изделия и рисунок в процессе расстойки и первый период выпечки.

Муку по силе делят на сильную, среднюю и слабую. Сильная - это мука, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает больше расчетного количества воды. Тесто из сильной муки хорошоудерживает диоксид углерода, мало расплывается на поду, сохраняет эластичность, сухость на ощупь, а также форму и внешний вид. Подовый хлеб из сильной муки при ее достаточной газообразующей способности хорошо разрыхлен, имеет достаточно большой объем. Однако тесто из очень сильной муки ввиду малой его способности растягиваться может обладать пониженной газообразующей способностью и поэтому давать хлеб пониженного объема.

Слабая мука - та, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает меньше расчетного количества воды. Реологические свойства теста из такой муки в процессе замеса и брожения быстро ухудшаются, тесто сильно разжижается, имеет неравномерную пористость.

Средняя по силе мука занимает промежуточное положение между сильной и слабой мукой. Регулировать качество изделий можно различными технологическими приемами, повышая качество до уровня сильной муки.

Сила муки в основном определяется состоянием ее белково-протеиназного комплекса. Кроме того, влияние оказывают и другие факторы:-

. состояние и свойства крахмала, амилаз;

. высокомолекулярных пентозанов (слизей);

. ферментов;

. липо- и гликопротеидов.

.2.2 Хлебопекарные свойства ржаной муки

Мукомольная промышленность России выпускает ржаную муку четырех сортов: сеяную, обдирную, обойную, особую[5].

Сорта ржаной муки отличаются выходом, степенью помола и содержанием отрубяных частиц. Чем меньше отрубяных частиц, тем ржаная мука светлее.

Мука ржаная хлебопекарная обдирная - ценный и полезный продукт для тех, кто следит за своим здоровьем. Изделия из ржаной муки отличаются оригинальный вкус и ароматом.

В обойной муке содержание отрубяных частиц самое высокое. По своим хлебопекарным свойствам она уступает сортовой пшеничной муке, но характеризуется более высокой пищевой ценностью. Эта мука используется в основном для выпечки столовых сортов хлеба.

Качество ржаного хлеба определяется его вкусом, ароматом, формой, объемом, окраской и состоянием корки, разрыхленностью, структурой пористости, цветом мякиша и расплываемостью подового хлеба.

Для ржаного хлеба большое значение имеют структурно-механические свойства мякиша - степень его липкости, заминаемость и влажность или сухость на ощупь. Для ржаной муки цвет и способность ее к потемнению в процессе производства хлеба важны только при оценке качества сеянной муки. У ржаного хлеба, особенно из обойной и обдирной муки, по сравнению с пшеничной наблюдается меньшей объем, более темноокрашенный мякиш и корка, меньшей процент пористости и более липкий мякиш. Отмеченные выше отличия в качестве ржаного хлеба обусловлены специфическими особенностями углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов зерна ржи и ржаной муки.

Хлебопекарные свойства ржаной муки, в основном, определяются состоянием углеводно-амилазного комплекса. Ржаная мука по сравнению с пшеничной отличается большим содержанием собственных сахаров, более низкой температурой клейстеризации крахмала, большей его атакуемостью и наличием в муке даже из не проросшего зерна практически значимых количеств α-амилазы. В связи с этим сахаро- и газообразующая способность ржаной муки практически не может являться фактором, лимитирующим ее хлебопекарные свойства. Сахаро- и газообразующая способность ржаной муки всегда более чем достаточна[7].

Действие амилаз на крахмал ржаной муки, клейстеризующийся при более низкой температуре и более легко атакуемой, может привести к тому, что значительная часть крахмала в процессе брожения теста и выпечки хлеба будет гидролизована. Вследствие этого крахмал при выпечке тестовой заготовки из ржаной муки может оказаться неспособным связать всю влагу теста. Наличие части свободной влаги, не связанной крахмалом, делает мякиш хлеба влажным на ощупь. Наличие α - амилазы, особенно, при недостаточной кислотности теста, приводит к накоплению значительного количества декстринов, придающих мякишу липкость. С целью торможения действия α - амилазы кислотность ржаного теста необходимо поддерживать на уровне значительно более высоком, чем в пшеничном тесте.

Основным технологическим показателем ржаной муки является автолитическая активность. Автолитическая активность ржаной муки - это способность накапливать водорастворимые вещества под действием собственных ферментов муки. От этого зависят состояние мякиша ржаного хлеба, его липкость, форма изделий. Автолитическую активность муки можно определить по ГОСТ 27495 и другими методами.

.2.3 Химический состав пшеничной муки

Таблица №1 Химический состав пшеничной муки

Углеводороды
Сорт муки	Вода	Белки	Жиры	Общие	Моно и дисахариды	Крахмал	Клетчатка	Зола
Высший	14,0	10,3	0,9	74,2	1,8	67,7	0,1	0,5
I	14,0	10,6	1,3	73,2	1,7	67,1	0,2	0,7
II	14,0	11,7	1,8	70,8	1,8	62,8	0,6	1,1

Как видно из табл. 1, чем больше выход муки данного сорта, тем выше содержание в ней белка, жиров, клетчатки, золы и тем относительно ниже содержание углеводов.

Белковые вещества определяют в значительной степени не только пищевую ценность изделий, но и технологические свойства пшеничной муки. Содержание белковых веществ может колебаться в широких пределах -7,0-26,0 %. В состав белковых веществ входят в основном белки - протеины и соединения белков с другими веществами - протеиды. К ним относятся нуклеин протеиды, липопротеиды и гликопротеиды.

Белки пшеничной муки состоят из альбумина, глобулина, глиадина и глютенина. Из общего количества белка на долю альбумина падает 5,7-11,5 %; глобулина 5,7-10,8 %. Большая часть белка представлена глиадином (40-50%) и глютенином (34-42 %).

Как установлено многочисленными исследованиями, альбумин, глобулин и глютенин не являются однородными индивидуальными белками, а представляют собой многокомпонентные фракции белкового вещества, искусственно выделяемого растворением в соответствующих растворителях. Они отличаются значительной молекулярной массой.

В состав белков входит около 20 различных аминокислот.

Белковые вещества муки в присутствии воды способны набухать. При этом нерастворимые в воде глиадиновая и глютенин фракции при замесе образуют связную, упругую, пластичную массу, называемую клейковиной.

Отмытая из теста и отжатая "сырая" клейковина содержит значительное количество воды (150-200 % к массе сухих веществ). Между влагоемкостью клейковины и ее физическими свойствами существует определенная зависимость. Чем больше влагоемкость клейковины, тем меньше ее упругость и тем больше растяжимость и расплываемость.

По растяжимости и упругости клейковину подразделяют на несколько качественных групп: слабая, средняя и сильная клейковина.

Слабая по качеству клейковина после отмывания отличается большой растяжимостью, быстро расплывается.

Средняя клейковина после отмывания достаточно упруга, имеет плотную консистенцию, меньшую растяжимость и расплываемость. Сильная клейковина после отмывания отличается большой упругостью и незначительной растяжимостью и расплываемостью.

Углеводы пшеничной муки в основном состоят из крахмала, содержание которого колеблется (в зависимости от вида муки) от 62 до 68 %. Крахмальные зерна имеют крупность 2-5 нм. Они нерастворимы в холодной воде, при температуре 50°С быстро набухают, а при 62,5°С начинается клейстеризация крахмала. В зависимости от физического состояния, набухаемость крахмальных зерен различна. Целые зерна связывают до 44 % воды, а поврежденные (при помоле зерна) могут поглощать до 200% воды на сухое вещество.

Крахмал состоит из амилозы и амилопектина. Эти вещества сильно различаются по химическому составу и физическим свойствам. Они отличаются и по растворимости: амилоза легко растворяется в теплой воде, в то время как амилопектин растворяется в воде лишь при нагревании под давлением. В крахмале содержится около 25 % амилозы и 75 % амилопектина.

При кипячении с кислотами или под действием амилолитических ферментов, содержащихся в муке, крахмал гидролизуется с образованием глюкозы, мальтозы и декстринов.

К углеводам пшеничной муки относятся также сахара, пентозаны и клетчатка. Общее содержание Сахаров достигает 1,8 %. К ним относятся глюкоза, фруктоза, мальтоза, сахароза, раффиноза, метабиоза, глюкофруктозан.

К пентозанам относятся β-ксилоза, β- арабиноза, β-галактоза. Общее содержание пентозанов зависит от выхода муки и может колебаться от 2,3 до 4,0 %.

Клетчатка представляет собой углевод, состоящий из соединенных между собой остатков глюкозы (С5Н|0О5)л. Клетчатка содержится главным образом в оболочках зерна и в стенках клеток алейронового слоя.

Липиды пшеничной муки состоят из жира, содержание которого колеблется от 0,9 % до 2,0 %, и жироподобных веществ. К последним относятся фосфатиды, каротиноиды, стеролы и воски. Различают свободные и связанные липиды; последние представляют собой соединения с белками (липопротеиды) и углеводами (гликолипиды).

Жиры муки состоят из три-, ди- и моноглицеридов и свободных жирных кислот, среди которых преобладают ненасыщенные. Около 60% всех жирных кислот составляет линоленовая кислота. Таким образом, жиро-кислотный состав муки является весьма неустойчивым. Триглицериды легко гидролизуются на глицерин и свободные жирные кислоты под действием кислорода воздуха и ферментов липазы и липоксигеназы.

Окисление непредельных жирных кислот приводит к образованию перекисей и гидроперекисей, которые сами являются активными окислителями. Они легко окисляют жирные кислоты, в результате чего мука при хранении прогоркает. Перекиси и гидроперекиси могут также окислять красящие вещества муки - каротиноиды, вследствие чего мука при хранении светлеет.

В пшеничной муке также содержатся окислительные ферменты: каталаза, пероксидаза, полифенолоксидаза, липаза и липоксигеназа.

Минеральные вещества пшеничной муки представлены в виде основных элементов: кальция, калия, фосфора, серы, магния и др. Зольность пшеничной муки является важным показателем ее качества. В зависимости от выхода муки она может изменяться от 0,5 до 1,1 %. При изготовлении некоторых видов печенья и пряников из пшеничной муки I и II сорта допускается заменить 5 % пшеничной муки таким же количеством соевой муки. Соевая мука содержит большое количество жира (19-21 %) и полноценных белков (38-41 %). Однако непременным условием для возможного использования соевой муки является отсутствие в ней добавочного привкуса и специфического запаха, что достигается различными способами ее дезодорации.

Сортность и цвет муки, количество и качество клейковины, а также крупнота помола муки оказывает влияние на качество изделий. Особая требовательность предъявляется к качеству клейковины, так как от свойств последней зависят влагоемкость теста и его структурно-механические свойства.

Для производства подавляющего большинства мучных кондитерских изделий используется мука со слабой и средней по качеству клейковиной. Мука с сильной клейковиной применяется при выработке отдельных пирожных. Содержание сырой клейковины должно быть в пределах 27-32 %. Только галеты вырабатываются из муки, содержащей 32-42 % сырой клейковины среднего качества.

Крупнота помола муки заметно влияет на качество сахарных сортов печенья. Изделия из муки крупного помола отличаются большей хрупкостью, пористостью и подъемом. Такого положительного влияния крупноты помола муки не наблюдается при выработке затяжных сортов печенья, а при изготовлении пряников мука крупного помола вызывает отрицательное действие на подъем и пористость изделий.

По остальным показателям (запах, вид, наличие хруста, влажность, зольность, примеси муки из других злаков и проросшего зерна, а также зараженность амбарными вредителями) пшеничная мука должна удовлетворять требованиям действующего стандарта на данный сорт муки.

.2.4 Химический состав ржаной муки

Химический состав муки определяет ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства. Химический состав муки зависит от состава зерна, из которого она получена, и сорта муки. Более высокие сорта муки получают из центральных слоев эндоспермы, поэтому в них содержится больше крахмала и меньше белков, сахаров, жира, минеральных веществ, витаминов, которые сосредоточены в его периферийных частях.

Больше всего в ржаной муке содержится углеводов (крахмал, моно- и дисахариды, пентозаны, целлюлоза) и белков, от свойств которых зависят свойства теста и качество хлеба. Общее содержание углеводов составляет в среднем 70,9%, в том числе крахмала -54%, содержание растворимых сахаров - 8-9%.

В процессе приготовления хлеба крахмал выполняет следующие функции:

является источником сбраживаемых углеводов в тесте, подвергаясь гидролизу под действием амилолитических ферментов (α-, β- амилаз);

поглощает воду при замесе, участвуя в формировании теста;

клейстеризуется при выпечке, поглощая воду и участвуя в формировании мякиша хлеба;

является ответственным за черствение хлеба при его хранении.

Целлюлозу, гемицеллюлозу, пентозаны относят к группе пищевых волокон. Пищевые волокна содержатся в периферийных частях зерна, поэтому их больше всего в муке высоких выходов. Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, поэтому они снижают энергетическую ценность муки, повышая при этом пищевую ценность муки и хлеба.

Белки - это органические высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. Белки ржи полноценны, содержание альбуминов и глобулинов составляет 40-50% от массы азотистых веществ[ ]/ Белки пшеничной и ржаной муки представлены в основном проламинами(глиадин) и глютелинами (глютенин). Содержание этих белков составляет 2/3 или 3/4 от всей массы белков муки. Глиадин и глютенин в воде не растворимы и поэтому при отмывании клейковины являются основными ее компонентами.

Белки ржаной муки обладают более высокой пищевой ценностью по сравнению с пшеничной мукой (содержат незаменимые аминокислоты лизин, треонин, метионин), однако технологические свойства их значительнее ниже.

Глиадин и глютенин зерна ржи могут образовывать клейковину, но отмыть ее по существующей методике невозможно и качество ее низкое. В связи с этим, тесто из ржаной муки менее эластичное, а хлеб - с меньшей пористостью и объемным выходом.

Характерной особенностью химического состава ржи является довольно высокое содержание слизей - 1,5-2,5%, в составе которых преобладают высокомолекулярные углеводы. Количество слизей возрастает от центра эндоспермы к периферии. Содержание слизей оказывает положительное влияние на качество ржаного теста и хлеба. Содержание клетчатки в зерне ржи составляет 1,9%, что значительно меньше (1,5 раза), чем у зерна пшеницы, за счет того, что оболочки ржи имеет меньшую зольность[5,6]. Содержание жира в зерне ржи составляет 1,6%[16]. Однако жир у зерна ржи содержит больше ненасыщенных кислот. В зерне ржи уровень минеральных веществ: Na - 22мг, K - 424мг, Ca - 59мг, Mg - 120мг, P - 310мг, Fr - 5,4мг. Также рожь богата витаминами В1 - 0,44, В2 - 0,20, РР - 1,30мг. Энергетическая ценность зерна ржи составляет 320ккал.

.2.5 Аминокислотный состав зерна ржи

Согласно современным представлениям науки и практики, технологическое качество зерна зависит от состава и свойств основных компонентов и его биохимический особенностей. Наиболее важно содержание незаменимых аминокислот, которые не вырабатываются организмом человека и должны поступать с пищей. Так по данным ФАО, потребность человека в лизине, метионине, треонине, изолейцине, фенилаланине, валине и лейцине составляет соответственно 4,2; 2,2; 2,8; 4,2; 2,8; 4,2 и 4,8%. Если количество незаменимых аминокислот будет недостаточно, нормальное развитие и жизнедеятельность организма нарушается. Содержание белка и незаменимых аминокислот в зерне служит основным показателем его питательной ценности[34].

Известно, что по аминокислотному составу белки ржи обладают большей питательной ценностью, чем белки других зерновых культур. Питательная ценность единицы массы зерна колеблется в значительных пределах в результате изменения структуры белка, особенно под влиянием удобрений при различных погодных условиях. Некоторые ученые считают, что на содержание лизина, треонина и фенилаланина в озимой ржи наиболее сильное влияние оказывает применение азотных удобрений. Имеются различные сведения о роли фосфора в повышении концентрации белковых соединений зерна. Некоторые исследователи считают, что одностороннее усилие фосфорного питания растений снижает содержание белка. По- видимому, такое действие фосфора объясняется тем, что на слабоокультуренных почвах с низким содержанием подвижных фосфатов он повышает уровень доступной энергии для ассимиляции и поглощения растениями азота, обеспечивая, таким образом, более интенсивное поступление азота и накопление белковых соединений.

При исследовании аминокислотного состава ржаного обдирного хлеба в сравнении его с аналогичными показателями пшеничного хлеба из муки первого и второго сортов отмечено следующее: лизина в белках ржаного хлеба на 35% больше, чем в белках хлеба из пшеничной муки второго сорта и на 65% больше, чем в белках пшеничного хлеба из муки первого сорта. Содержание метионина также выше на 35%, в то же время триптофана меньше по сравнению с пшеничным хлебом на 16 - 22%, а количество треонина несколько выше в белке пшеничного хлеба[25].

.3 Технология производства ржаного и ржано-пшеничного хлеба

Классический способ приготовления ржаных сортов хлеба заквасочный. Известно, что ржаной хлеб, приготовленный на закваске, характеризуется лучшей структурной пористости и физико-химическими свойствами мякиша. Он отличается хорошим вкусом и ароматом, способностью к более длительному сохранению свежести и большей стойкостью против плесневения. Использование закваски для приготовления ржаного теста известно с незапамятных времен. В России, где ржаной хлеб пользуется постоянным спросом, закваски с давних пор нашли широкое применение[23].

Под ржаной закваской принято понимать фазу, предшествующую приготовлению теста из муки воды и части спелой закваски. Основная часть этой фазы (закваски) после созревания расходуется на приготовление теста, а основная часть для возобновления новой порции закваски (рисунок 7)

Рисунок 1.7 Схема приготовления ржаного теста с использованием непрерывно возобновляемой закваски

Ржаные закваски готовят густыми и жидкими, с применением заварки и без нее и концентрированными молочнокислыми (КМКЗ) (рисунок 8). Технологические показатели заквасок приведены в таблице 2 [21].

Рисунок 1.8 Способы приготовления теста из ржаной и смеси ржаной и пшеничной муки.

Таблица 2 - Показатели качества ржаных заквасок

Наименование показателей	Показатели свойств закваски
	Густой	Жидкой
		Без применения заварки	С применением заварки	КМКЗ
Влажность, %	48-50	69-75	79-80	69-71
Кислотность конечная, град	14,5-15,5	9-13	9-13	18-22
Температура начальная, °С	25-28	28-30	31-33	28-41
Подъемная сила, мин	18-25	25-35	20-30	-

Для разрыхления теста дополнительно могут использоваться хлебопекарные дрожжи любого вида и жидкие дрожжи.

Приготовление заквасок - процесс длительный и трудоемкий, требующий от технолога соответствующих знаний микробиологии.

Густую закваску рекомендуется применять при приготовлении теста из ржаной обойной и обдирной муки, а также из смеси разных сортов ржаной и пшеничной муки [33].

Густая закваска должна иметь влажность 48-50%, кислотность 13-16 град. из ржаной обойной или 11-14 град. из ржаной обдирной муки и подъемную силу "по шарику" до 25 мин.

В разводочном цикле ее готовят из муки, воды, чистых культур заквасочных дрожжей и молочнокислых бактерий или закваски прежнего приготовления с добавлением в первой фазе прессованных дрожжей[27].

Густую закваску, выведенную по разводочному циклу любым из описанных способов, накапливают до нужного количества и далее поддерживают в производственном цикле путем освежения с последующим выбраживанием до накопления требуемой кислотности в зависимости от сорта муки.

При этом выброженную закваску в дежах делят обычно на 4 или 3 части, из которых одну часть, соответственно 25% или 33,3% в пересчете на муку, используют для воспроизводства закваски, а остальную массу расходуют на приготовление соответственно 3-х или 2-х порций теста.

На жидкой закваске без заварки по унифицированной ленинградской схеме можно вырабатывать хлеб из ржаной и смеси разных сортов ржаной и пшеничной муки[41].

Сущность способа заключается в приготовлении закваски влажностью 69-75%, кислотностью 9-13 град. (в зависимости от сорта муки) при подъемной силе "по шарику" до 35 мин.

При замесе теста с жидкой закваской вносят 25-35% муки от общей массы в тесте, с последующим брожением теста до накопления требуемой кислотности в зависимости от сорта хлеба.

В разводочном цикле жидкую закваску выводят с применением чистых культур дрожжей S. cerevisiase Л-1 и S. minor "Чернореченский" в сочетании со смесью жидких культур L. plantarum-30, L. brevis-1, L. casei-26, L. fermenti-34 или сухого лактобактерина для жидких хлебных заквасок из смеси этих же штаммов молочнокислых бактерий[38].

На жидкой закваске с заваркой вырабатывают преимущественно сорта хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки.

Закваска с заваркой должна иметь влажность 80-85%, кислотность 9-12 град., подъемную силу до 30мин. Для стимуляции жизнедеятельности дрожжей закваску освежают питательной смесью из муки и воды с добавлением заварки в количестве 20-35% к массе смеси.

При замесе теста с закваской вносят 15-20% муки от общего количества в тесте. Брожение теста продолжается до накопления требуемой кислотности в зависимости от сорта хлеба.

В разводочном цикле жидкую закваску с заваркой готовят с применением чистых культур дрожжей S. cerevisiae Л-1 в сочетании со смесью жидких культур L. plantarum-30, L.brevis-1, L. casei-26, L. fermenti-34 или сухоголактобактерина для жидких хлебных заквасок из смеси этих же штаммов молочнокислых бактерий[7].

В производственном цикле жидкую закваску с заваркой освежают по достижению кислотности 9-12 град. через 3-5 ч брожения путем отбора 50% спелой закваски в расходный чан и далее использование ее на замес теста и добавления в бродильный чан к оставшейся массе закваски питательной смеси из муки, воды, заварки для воспроизводства закваски. Содержание заварки в питательной смеси составляет 20 и 35% при влажности закваски соответственно 80 и 85%.

На концентрированной бездрожжевой молочнокислой закваске рекомендуется вырабатывать хлеб из ржаной муки и смеси ржаной и пшеничной муки на предприятиях, работающих в две смены или с перерывами в отдельные дни.

Сущность способа заключается в приготовлении закваски влажностью 60-70%, кислотностью 18-24 град. при температуре 37-40°С. Основную микрофлору представляют молочнокислые бактерии.

При замесе теста с закваской расходуется 5-10% муки с последующим брожением теста до накопления требуемой кислотности в зависимости от состава муки[44].

В разводочном цикле КМКЗ выводят с применением смеси жидких культур L. plantarum-30, L brevis-1, L. casei-26, L. fermenti-34 или сухоголактобактерина для жидких хлебных заквасок. Чистую культуру дрожжей не вносят.

В производственном цикле КМКЗ освежают при соотношении специальной закваски и питательной смеси равном 1:9 отбором 90% КМКЗ кислотностью 18-22 град. и добавлением эквивалентного количества питательной смеси из муки и воды.

Установлено оптимальное соотношение двух основных групп микроорганизмов для каждого вида заквасок. Для густых ржаных заквасок высокого качества нормальным является соотношение дрожжей и лактобактерий 1:60-1:80. Соотношение дрожжей и бактерий в жидкой закваске без заварки составляет 1:37 -1:57, в жидкой закваске с заваркой - 1:10 - 1:27. Производство пшеничного хлеба складывается из нескольких тесно связанных между собой технологических этапов. Ниже приведена аппаратурно-технологическая схема производства батонообразных изделий из пшеничной муки на большой густой опаре (рис. 2.7).

Особенности приготовления теста на большой густой опаре состоят в следующем. Опару готовят влажностью 42-44 % из 60-70 % общей массы муки, расходуемой на приготовление теста при этом длительность созревания ее составляет 180-270 мин при температуре 23-27º С до заданной кислотности (для опары из пшеничной муки высшего сорта - 2,5-3,0 град; первого сорта - 3,0-4,0 град, второго сорта - 4,0-5,0 град). Тесто при замесе подвергают дополнительной механической обработке. Продолжительность брожения его составляет 20-40 мин при начальной температуре теста 28-33º С до кислотности (град, не более)

При замесе теста в густую опару вносят оставшиеся 40-30% муки, воду, солевой раствор и другие ингредиенты, предусмотренные по рецептуре. Тесто замешивают в течение 8-12 мин в машине непрерывного действия И8-ХТА-12/1 и после 20-25 мин брожения направляют на разделку. Сочетание интенсивного замеса теста с использованием большой густой опары позволяет вырабатывать изделия высокого качества. В результате этих мероприятий повышается объем хлеба, мякиш становится более эластичным, светлым, с мелкой тонкостенной пористостью.

Использование этого способа при приготовлении теста в бункерных агрегатах с одной бродильной емкостью для опары и интенсивным замесом позволяет легко переходить с выработки одного вида изделий на другой.

При брожении объем опары из пшеничной муки первого и высшего сортов влажностью 41-43% увеличивается в 2,5 раза, при этом объемная масса опары уменьшается с 0,95 до 0,4 кг/дм3.

Аппаратурно-технологическая схема приготовления подового хлеба из ржаной или смеси ржаной и пшеничной муки на большой густой закваске в бункерном агрегате непрерывного действия приведена на рис. 2.8. Сущность способа заключается в том, что закваску готовят влажностью 48-50 % и кислотностью 13-16 град из ржаной обойной муки или из ржаной обдирной муки кислотностью 11-14 град. При этом подъемная сила по "шарику" должна составлять от 18 до 25 мин.

Закваску замешивают в машине непрерывного действия, куда непрерывно подают воду, муку и часть выброженной закваски. Замешанную закваску лопастным нагнетателем подают по трубопроводу и с помощью поворотного лотка загружают сверху в одну из секций бункера для брожения. В момент загрузки последней секции первая секция разгружается. Период загрузки всех секций бункера равен продолжительности брожения закваски. Выброженную закваску выгружают через отверстие в днище бункера и с помощью лопастного нагнетателя 60 % закваски подают по одному трубопроводу в тестомесильную машину для замеса теста, а 40 % по другому трубопроводу возвращают в тестомесильную машину для воспроизводства самой закваски.

При замесе теста в машину непрерывного действия кроме закваски дозируют воду, муку и другие жидкие компоненты по рецептуре с помощью дозаторов непрерывного действия. Тесто замешивают при начальной температуре 28-30º С. Замешенное тесто лопастным нагнетателем по трубопроводу подают в емкость для брожения, где оно бродит в течение 30-40 мин. Конечная кислотность теста из ржаной обдирной муки - 9-12 град, обойной - 10-13 град. Выброженное тесто поступает на разделку, затем на формование тестовых заготовок, расстойку и выпечку обычным способом.

.4 Методы оценки показателей качества полуфабрикатов

При приготовлении хлеба необходимо соблюдать правила ведения технологического процесса, осуществлять контроль за свойствами полуфабрикатов по необходимым технологическим параметрам в соответствии с технологическими инструкциями. Для этого определяется кислотность, температура, влажность, реологические и другие характеристики[14].

Титруемая кислотность является важным показателем, характеризующим качество полуфабриката. По нарастанию титруемой кислотности можно судить о том, как протекал процесс в данной фазе (в отношении температурных условий и продолжительности), что важно для установления готовности теста (или опары). По величине титруемой кислотности готового теста можно с большим или меньшим приближением судить о кислотности хлеба из данного теста.

.5 Использование нетрадиционного сырья в хлебопечении

В настоящее время в мире большое внимание уделяется обогащению хлеба различными полезными веществами, придающими ему лечебные и профилактические свойства.

Лечебный и профилактический эффект от употребления диетических хлебобулочных изделий обеспечивается либо введением в рецептуру необходимых дополнительных компонентов, либо исключением нежелательных, либо изменением технологии их приготовления.

Перспективным направлением расширения ассортимента функциональных хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности диетического назначения является использование натуральных пищевых обогатителей, отличающихся повышенным содержанием витаминов, минеральных веществ в биоусвояемой форме, незаменимых аминокислот и др.

.5.1 Использование зерновых и крупяных продуктов в хлебопечении

Хлеб является важным и наиболее доступным источником растительного белка, содержащего ряд незаменимых аминокислот (метионин, лизин), витаминов группы В, пищевых волокон, минеральных веществ. Традиционные хлебобулочные изделия имеют высокий гликемический индекс. Для снижения ГИ в рецептуру включают компоненты с низким значением ГИ, как например, крупяные и зерновые продукты.

Эти ингредиенты изначально классифицировались как нетрадиционное сырье для хлебопечения, однако в настоящее время они широко используются при приготовлении ряда хлебобулочных изделий. В России наибольшее распространение получили такие представители семейства злаковых, как пшеница, рожь, ячмень и овес. Овес и овсяные продукты отличаются большим содержанием белковых веществ и жира. Химический состав зерна зависит от сорта культуры, состава почв, условий произрастания, технологических режимов переработки. Показатели химического состава зерна овса в сравнении зерном пшеницы и ржи представлены в таблицах 3 и 4 [13]

Таблица 3 - Химический состав зерна злаковых культур, %

Культура	Вода	Белки	Жиры	Моно-идисахари-ды	Крахмал	Углеводы	Пищевые волокна	Зола	Энергетическая ценность, ккал
Пшеница	4,0	1,8	2,2	2,0	4,5		10,8	1,7	301
Рожь	4,0	9,9	2,2	1,5	4,0		16,3	1,7	283
Овес	3,5	0,0	6,2	1,1	3,7	5,1	12,0	3,2	316

Таблица 4- Содержание витаминов и минеральных веществ, мг%

Культура	Калий	Магний	Фосфор	Железо	Витамин В1	Витамин В2	Витамин РР
Пшеница	337	114	370	5,4	0,44	0,15	5,3
Рожь	424	120	366	5,4	0,44	0,20	1,3
Овес	421	135	361	5,5	0,47	0,12	1,5

Сравнительный анализ химического состава зерна злаковых культур, приведенный в таблице 2 показывает, что овес отличается достаточно высоким содержанием белка, крахмала и высоким содержанием жира, пищевых волокон и золы[11].

Поскольку в хлебопечении используется не зерно овса, а продукты его переработки, представляется интересным их сравнительный анализ (таблицы 5 и 6)[14].

Таблица 5 - Химический состав пшеничной муки и овсяных продуктов

Наименование продукта	Вода	Белки	Жиры	Моно- и дисахариды	Крахмал	Углеводы	Пищевые волокна	Зола	Энергетическая ценность, ккал
Мука пшеничная высший сорт	14	10,3	1,1	1,6	8,5	0,6	3,5	0,5	334
Мука пшеничнаяпервый сорт	14	10,6	1,3	1,8	6,7	9,0	4,4	0,7	330
Хлопья овсяные	12	12,3	6,2	1,2	0,1	1,8	6,0	1,7	352
Мука овсяная	9,0	13,0	6,8	1,0	63,5	64,9	4,5	1,8	369
Крупа овсяная	12	2,3	6,1	0,9	58,2	59,5	8,0	2,1	342

Таблица 6 - Содержание витаминов и минеральных веществ в пшеничной муке и овсяных продуктах

Наименование продукта	Калий	Магний	Фосфор	Железо	Витамин В1	Витамин В2	Витамин РР
Мука пшеничная высший сорт	122	16	86	1,2	0,17	0,04	1,2
Мука пшеничная первый сорт	178	44	115	2,1	0,25	0,08	2,2
Хлопья овсяные	330	129	328	3,6	0,45	0,10	1,0
Мука овсяная	280	110	350	3,6	0,37	0,10	1,0
Крупа овсяная	362	129	328	3,6	0,45	0,10	1,0

По данным, представленным в таблицах 3 и 4 видно, что овсяные продукты по содержанию белка, жира, пищевых волокон, кальция, магния, фосфора, железа, а также витаминов В1 и В2 превосходят хлебопекарную пшеничную муки высшего и первого сорта. Следует особо отметить, что в овсяных продуктах содержится β-глюкан. Это соединение относится к растворимым пищевым волокнам и способно снижать повышение уровня сахара в крови после принятия углеводсодержащей пищи, а так же понижать концентрацию "плохого" холестерина крови (липопротеинов низкой плотности), которая является доказанным критическим фактором риска дальнейшего развития сердечно-сосудистых заболеваний[9].

В овсяных продуктах достаточно велико содержание хрома (12,8 мкг) и витамина Е (3,2-3,4 мг) относительно других злаковых культур.

В настоящее время овсяные продукты достаточно широко используются в хлебопечении. Они применяются как самостоятельный рецептурный компонент или входят в состав различных хлебопекарных смесей[10].

.5.2 Использование дополнительного сырья и пищевых добавок в технологии ржаного, пшеничного и ржано-пшеничного хлеба

Применение в рецептуре ржаного и ржано-пшеничного хлеба нетрадиционных видов сырья значительно снижает потребительские свойства. Для улучшения физико-химических и органолептических показателей хлебобулочных изделий используются: сухая пшеничная клейковина, ферментые препараты, улучшители окислительного действия, растительные масла, пищевые волокна.

Сухая пшеничная клейковина

Пшеничная клейковина - белок, полученный методом влажной экстракции небелковых составляющих из пшеничной муки. Пшеничная клейковина характеризуется оригинальным свойством приобретать высокую вязкость - эластичность при гидратации [37,38,39].

Сухая пшеничная клейковина является натуральным ингредиентом, поэтому не существует пределов, ограничивающих ее количество при использовании в качестве добавки. Сухая пшеничная клейковина традиционно используется при производстве муки и хлебобулочных изделий. Более того, данные зарубежных публикаций и отечественные исследования показывают, что сухая пшеничная клейковина по сравнению с другими белковыми продуктами обладает более широким спектром функциональных свойств, что создает возможности ее разнообразного использования [36].

В мукомольном производстве сухая клейковина добавляется к муке низкого качества для получения муки удовлетворяющей требованиям стандарта. В европейских странах добавление клейковины к слабой муке обусловлено экономией, так как сильная пшеница является дорогостоящей и обычно импортируется из США и Канады [36].

В странах ЕС считается целесообразным добавление к муке европейских сортов пшеницы ( среднее содержание в ней сухого белка порядка 10%) от 1 до 2% сухой клейковины. При этом, улучшаются физические и реологические свойства теста и качество хлеба, а выпекаемый хлеб получается таким, что его качество соответствует хлебу, приготовленного из сортов пшеницы с содержанием белка 14-15% [74].

Таким образом, добавление клейковины к муке обеспечивает получение муки о заданным содержанием белка и хлебопекарными свойствами. Применение клейковины позволяет повысить водопоглощение при замесе теста, укрепить физические и реологические свойства теста; улучшить физико-химические и органолептические показатели качества хлеба; увеличить срок сохранения свежести готовых изделий, улучшить структурно-механические свойства мякиша, увеличить выход готовых изделий [7].

При выработке специальных сортов хлеба сухая клейковина применяется в количестве до 10% к массе муки. Наиболее широко клейковина используется при производстве хлебобулочных изделий, предназначенных, в первую очередь, для людей, страдающих диабетом.

За рубежом производятся добавки пшеничной клейковины порядка 2%, применяемые при изготовлении хлебобулочных изделий, таких как булочек, гамбургеров и другие. Применение клейковины повышает потребительские свойства изделий, улучшает вкус и делает их более привлекательными для потребителя [4].

Макаронная промышленность предъявляет особые требования к качеству сырья, обычно для производства макаронной муки используется зерно твердой пшеницы и мягкой высокобелковой пшеницы. Использование клейковины может расширить возможность применения обычной хлебопекарной муки и повысить качество макаронных изделий. Добавление клейковины к муке обеспечивает высокую прочность макаронным изделиям, усиливает сопротивление к разрушению и повышает их устойчивость при тепловой обработке.[15].

От 5 до 10% сухой пшеничной клейковины можно вводить в состав начинок для мучных кондитерских изделий. При этом получается начинка с влажностью 5-20%, что позволяет сохранить хрустящие свойства покровных слоев из вафель или бисквитов [15].

Сухая пшеничная клейковина используется для панировки и глазировки некоторых пищевых продуктов, так как применение жидкой и сухой панировки для жареных продуктов связано с рядом трудностей, особенно в случае выработки замороженных продуктов. Введение клейковины в состав смесей для обсыпки таких продуктов значительно повышает прилипание, уменьшает потери при приготовлении и улучшает внешний вид. При добавлении клейковины в жидкую панировку образуется пленка, уменьшающая потери жидкости и способствующая созданию хрустящей вкусной поверхности [39].

Добавка 1-2% клейковины при изготовлении пиццы улучшает консистенцию, уменьшает проникновение влаги из начинки в корку. Еще одно направление применения клейковины - приготовление готовых к употреблению зерновых завтраков, в состав которых входят пшеничные или овсяные отруби, жир, сушеные фрукты, орехи, витамины, минеральные добавки. Введение клейковины не только обогащает их белком, но и способствует связыванию витаминов и минеральных веществ [5].

Одним из важнейших показателей, характеризующих свойства пшеничной муки является количество клейковины. Клейковина выполняет две основные функции: является пластификатором, т.е. выполняет роль своеобразной смазки, придающей массе крахмальных зерен текучесть; является связующим веществом, соединяющим крахмальные зерна в единую тестовую массу. Первое свойство клейковины позволяет формовать тесто, второе - сохранять приданную тесту форму [75].

Пшеничная клейковина быстро абсорбирует воду, которая в два раза превышает собственный вес. Глютенин и глиадин, два основных белковых компонента пшеничной клейковины, влияющие в присутствии воды на получение вязкостных свойств. Сухая пшеничная клейковина с высоким молекулярным весом белковых фракций способствует получению эластичности, а глиадин с маленьким молекулярным весом придает растяжимость [5].

Клейковина пшеницы добавляется непосредственно в мучную массу до замеса. В зависимости от содержания клейковины в муке добавляется от 0,5% до 3,0%, при средней дозировке в 2,0% достигается увеличение содержания клейковины в муке примерно на 4,0%. При добавлении пшеничной клейковины необходимо добавлять также то количество воды, которое этой клейковиной связывается: при адсорбционной способности 200% добавляется вода в количестве 200% от количества используемой клейковины [15,4].

Клейковина значительно повышает качественные показатели хлебобулочных изделий при всех способах тестоведения. Свойство клейковины в создании эластичной массы полезно используется при выпечке, когда газ, зародившийся от брожения дрожжей, сохраняется внутри эластичной структуры, образованной клейковиной. Продукция выпечки получается воздушной по структуре, ее объем повышается. Клейковина предупреждает опадение теста в стадии подъема. За счет улучшенной способности связывания воды повышается выход теста и срок сохранности выпекаемой продукции [7].

Пшеничная клейковина всегда смешивается сначала с мукой или с частью муки. Наилучший результат получается при учете в рецептуре объема воды, связываемого пшеничной клейковиной: обычное количество воды + связываемая клейковиной вода. Длительное смешивание и увеличение времени брожения улучшает окончательный результат. Используемое количество пшеничной клейковины в хлебопекарной промышленности зависит от содержания сырой клейковины в исходной муке, оно обычно составляет 1 -2% от массы продукта [7].

Однако при изготовлении сортов хлеба, содержащих рожь, количество клейковины может быть более 4%; при составлении рецептур диетического хлеба доза клейковины может быть увеличена от 3 до 6%; при выпечке булочек из муки грубого помола, а также хлеба с высоким содержанием клетчатки клейковину можно добавлять от 2 до 5%, а в особых случаях - вплоть до 10%.

Функциональные свойства глютена(основного белка клейковины) заключаются в высокой (до 300%) адсорбционной способности, образовании стабильной упругоэластичной структуры и термоустойчивости при температуре до 85°С. Поэтому применение глютена в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий позволяет:

•повысить водопоглотительную способность теста,

•укрепить физические свойства теста,

•улучшить физико-химические и органолептические показатели качества хлеба,

•увеличить срок хранения свежести готовых изделий,

•снизить крошковатость мякиша,

•увеличить выход готовых изделий на 2-7%.

Несмотря на то, что сухая пшеничная клейковина (СПК) довольно широко применяется в производстве хлеба, области её использования могут быть расширены за счет модификации её свойств. Выбор СПК обуславливался тем, что пшеница является одной из традиционных культур для производства хлеба и тем, что для расширения и улучшения сырьевой базы растительного белка подобные разработки востребованы и для производства других видов пищевых продуктов [5].

Таблица 7 - Физико-химические и микробиологические показатели сухой пшеничной клейковины

Физико-химические показатели:
Внешний вид	Тонко измельченный порошок кремового цвета
Потери при высушивании	< 8%
Содержание протеина в пересчете на сухие вещества	>83%
Размер частиц остаток на на сите 200 МК	<1%
Крахмал	10 %
Жир	3 %
Содержание целлюлозы	0,5 %
Зола	0,7 %
Фосфор	0,15 %
Кальций	0,1 %
Натрий	0,05 %
Хлор	0,1 %
Калий	0,1 %
Магний	0,03 %
Остаток после прокаливания	1 %
Влагоудерживающая способность	160 %
Энергическая ценность, расчитывается на 100 г продукта	1564 кДж (368 ккал)
Микробиологические показатели:
МАФаНМ,КОЕ/г	<50000
Дрожжи, КОЕ/г	<500
Плесень,КОЕ/г	<500
E.coli	Отсутствует в 1 г
Патогенные, в т.ч. сальмонеллы	Отсутствует в 25 г

Таблица 8 - Аминокислотный состав сухой пшеничной клейковины

Аминокислотный состав	По отношению к азоту	Расчет на конечный продукт при 79% белка
Аспарагиновая кислота	3,3	2,65
Глутаминовая кислота	39,0	31,2
Аланин	2,9	2,3
Аргинин	3,7	3,0
Цистеин	2,9	2,3
Глицин	3,7	3,0
Гистидин	2,3	1,85
Изолейцин	3,6	2,9
Лейцин	7,0	5,6
Лизин	1,8	1,45
Метионин	1,9	1,5
Фенилаланин	5,0	4,0
Пролин	11,6	9,3
Серин	5,0	4,0
Треонин	2,7	2,15
Тирозин	3,3
Валин	1,0	0,8
Триптофан	4,0	3,2

В таблице 7 представлены физико-химические и микробиологические показатели сухой пшеничной клейковины. СПК представляет тонкоизмельченный порошок кремового цвета, потери при высушивании составляют не более 8%, содержание протеина в пересчете на сухие вещества не менее 83%, размер частиц остаток на сите 200 МК составляет не более 1%, содержание крахмала составляет 10%, суммарное количество жира - 3%, содержание целлюлозы - 0,5%, содержание минеральных веществ колеблется от 0,03 до 0,15%. Общая микробиологическая обсемененность сухой пшеничной клейковины не должна превышать 5.103КОЕ/г, содержание дрожжей и плесеней не должно превышать 5.102, патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы не допускаются в 25 г , E.coli - в 1г[36].

В аминокислотном составе сухой пшеничной клейковины обнаружено 18 аминокислот, из них глутаминовая кислота является преобладающей ( 31,2%). В СПК обнаружено значительные количества пролина (9,3%), лейцина (5,6%), фенилаланина (4,0%), глицина, триптофана (3,0%)(таблица 5)[4].

Применение сухой пшеничной клейковины в технологии хлебобулочных изделий является перспективным в процесссе производства продукции с использованием зерновых и крупяных культур.

Применение комплексных хлебопекарных улучшителей в технологии хлебобулочных изделий

Учитывая сложный химический состав хлебопекарного сырья, многообразие его свойств, в отдельных случаях требующих корректировки, для выработки хлебобулочных изделий хорошего качества необходимо обеспечить оптимальное соотношение газообразующей и газоудерживающей способности путем одновременного воздействия на основные составные компоненты теста. С этой целью применяются улучшители целевого назначения [11].

Научные основы комплексного применения улучшителей включают установление оптимальных уровней наиболее значимых показателей хлебопекарных свойств муки, влияние на биотехнологические свойства дрожжей, реологические свойства теста и обусловлены синергизмом действия улучшителей [11].

Комплексное применение улучшителей на хлебопекарных предприятиях связано с определенными трудостями (например, раздельное дозирование). Более удобным является приготовление и применение порошкообразных многокомпонентных смесей-улучшителей.

Применение комплексных хлебопекарных улучшителей известно с 1932 г., при этом их производство было организовано, в основном, в США и Англии, затем в Германии, а в последующие годы практически во всех странах [111].

В состав первого отечественного комплексного улучшителя Аркади (М. П. Нейман, 1929) были включены бромат калия, для активации дрожжей хлористый аммоний, сернокислый кальций и другие соли. Для удобства смешивания и лучшей сохраняемости улучшителя в его состав включали также муку и поваренную соль [111].

В 90-е годы микробиологическое промышленностью России было освоено производство улучшителей комплексных хлебопекарных (УКХ), созданных в ГосНИИХП, которые содержали ферментный препарат Амилоризин П10х в качестве основного компонента, аммоний сернокислый, триполифосфат натрия, бромат калия в различных сочетаниях и соотношениях [111].

Соответственно были разработаны технологии смешивания и хранения компонентов, в которых одним из определяющих факторов является взрыво- и пожаробезопасность, особенно для компонентов с антипирогенными свойствами, а также факторов, влияющих на ферментативную активность отдельных компонентов.

В состав современных комплексных улучшителей входят ферментные препараты (амилаза, пентозаназа, протеаза, липаза, глюкозооксидаза и др.), компоненты окислительного действия (аскорбиновая кислота, пероксид кальция, йодат калия, азодикарбонамид), ферментативно-активная (липоксигеназная) соевая мука, солод, поверхностно-активные вещества (лецитин, фосфатиды, моно- и диглицериды жирных кислот, стеароиллактилад натрия, эфиры моно- и диглицеридов винной и жирных кислот, эфиры сахарозы и жирных кислот и др.), минеральные соли [111].

Минеральные соли используются для повышения бродильной активности дрожжей, способности их к размножению, для улучшения реологических свойств теста, в качестве ингибиторов споровых бактерий и других целей.

Так, фосфорнокислые и аммонийные соли являются дополнительным источником фосфора и аммония, необходимых для жизнедеятельности дрожжей. Размножение дрожжей ускоряется при обогащении питательной среды сульфатом аммония, углекислым и хлористым аммонием, сульфатом кальция. Для повышения бродильной активности дрожжей предложены соли сульфатов аммония, магния, кальция, цинка, марганца, гидрофосфат кальция и др. (С. Е. Траубенберг, 1985). Ионы аммония влияют на реологические свойства теста, повышают устойчивость теста к растяжению и увеличивают время образования теста. Сульфат аммония оказывает стабилизирующее действие на биологически активные субстанции (дрожжи,ферменты и др.) [111]

Полифосфаты и смеси фосфатов обладают свойствами эмульгаторов, разрыхлителей, стабилизаторов активаторов ферментных систем муки, дрожжей и ферментных препаратов. Они повышают водопоглотительную способность муки и формоустойчивость изделий, способствуют сохранению свежести крахмалсодержащих продуктов, т.к. задерживают процесс кристаллизации крахмала, взаимодействуют с белками, образуя с ними комплексы. [111]

При использовании фосфорнокислых солей кальция, пирофосфата натрия стабилизируются реологические свойства теста, улучшается структура пористости изделий. Особенно эффективно действие фосфатов в присутствии улучшителей окислительного действия и амилолитических ферментных препаратов.

Минеральные соли, в состав которых сходят некоторые металлы, способны активировать или стабилизировать ферменты - например, кальций стабилизирует вторичную и третичную структуру молекулы α-амилазы. Имеются работы по повышению активности фосфолипазы в присутствии ионов металлов - магния, кальция. [111]

Для предотвращения картофельной болезни и плесневения хлеба при хранении используются соли-ингибиторы споровых бактерий - пропионат и ацетат кальция, ортофосфат кальция, корбат кальция и др.

Формирование состава комплексных улучшителей в зависимости от цели применения.

Анализ ассортимента продукции, качества перерабатываемого сырья, структуры предприятий (хлебозавод, пекарня), способов тестоприготовления и в целом технологий хлебобулочных изделий показал необходимость применения комплексных улучшителей в отечественном хлебопекарном производстве:

для переработки муки с пониженными свойствами - короткорвущейся или слабой клейковиной, пониженными ее содержанием, повышенной ферментативной активностью и др.;

в качестве одного из основных элементов интенсивной ("холодной") технологии;

при непрерывных схемах тестоприготовления на хлебозаводах большой мощности;

для диетических изделий с добавками, снижающими качество - потребительские свойства продукции;

для технологий хлеба с удлиненными сроками хранения в упаковке с целью обеспечения микробиологической чистоты и снижения черствения мякиша хлеба;

для технологий изделий на основе замороженных полуфабрикатов и др.

Разработка композиционного состава комплексных улучшителей целевого назначения (т. е. для каждой конкретной области применения) проводится с учетом механизма действия компонентов в тестовой системе [111].

Изучению механизма действия комплексных хлебопекарных улучшителей посвящен ряд работ. Одной из таких работ являются исследования А. Я. Пумпянского, результаты которых изложены в обширной статье "Химические улучшители хлеба и механизм их действия" (Труды центральной лаборатории 1-го Ленинградского государственного треста хлебопекарной промышленности, вып.IV, 1940) [111].

И. А. Попадич (1972) на примере улучшителя, содержащего бромат или йодат калия и ферментный препарат Амилоризин П10х, показано, что действие этого комплексного улучшителя связано с его влиянием на жизнедеятельность дрожжей в тесте: внесение бромата и йодата калия значительно увеличивало величину окислительно-восстановительного потенциала - гН2 в полуфабрикатах, что отрицательно влияет на жизнедеятельность дрожжей. При добавлении аскорбиновой кислоты величина гН2 снижалась и соответственно улучшались условия для дрожжей - повышение газообразования составило 15-20%. Совместное добавление аскорбиновой кислоты и бромата калия привело к созданию в опаре и тесте относительно более восстановительных условий, чем применение бромата калия [111].

Начиная с 90-х годов в России проводятся исследования по созданию комплексных улучшителей целевого назначения с широким использованием их в промышленности (Р. Д. Поландова, И. В. Матвеева, Г. Ф. Дремучева, Л, А. Шлеленко и др.). В ГОСНИИХП для интенсивной "холодной" технологии разработаны и научно обоснованы составы комплексных улучшителей, названных мультэнзимными композициями (МЭК), на основе ферментативно- активной соевой муки (ФАС) - МЭК-1 и ферментного препарата глюкозооксидазы (ГлО) - МЭК-2. В состав МЭК-1 включены аскорбиновая кислота (АК), ферментные препараты липазы и грибной а-амилазы, МЭК-2 - аскорбиновая кислота, ферментные препараты пентозаназы, грибной и бактериальной а-амилазы [111].

Использование порошков растений для коррекции органолептических и физико-химических показателей и повышения пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий

Для повышения водопоглотительной способности муки,устранения липкости мякиша, улучшения реологических показателей полуфабрикатов и готовых изделий. А также их цвета в рецептуру включают пищевые волокна и порошки из некоторых растений.

Пищевые волокна, с одной стороны, способствуют улучшению упруго-эластичных свойств теста, а с другой - улучшают перестатику желудочно-кишечного тракта.

Включение в рецептуру порошка цикория способствует обогащению изделий инулином (полисахарид), витаминами (тиамин, рибофлавин, аскорбиновая кислота), солями калия, горькими кислотами и придает им функциональные свойства, т.к. цикорий обладает седативными, желчегонными, мочегонными свойствами, а также способствует снижению уровеня сахара в крови.Наличие в химическом составе цикория кумаринов придает хлебобулочным изделиям шоколадно-коричневый цвет.

Цикорий обыкновенный растет на Украине, в средней и южной полосе европейской части России, в Западной Сибири, в Средней Азии[ ].

Химический состав: В корнях цикория обнаружено до 40-60% полисахарида инулина, белковое вещество, дубильные вещества, глюкозы, левулезы, хлорогеновая, изохлорогеновая и аскорбиновая кислоты, витамины группы В, холин, жиры, гликозиды (интибин, цикорин, лактуцин), пектин. В надземной части растения концентрация инулина колеблется от 40 до 50%.

В корнях и листьях обнаружен холин, следы витамина К.

В цветках обнаружены кумариновые гликозиды (цихорин, эскулетин-гликозид и эскулин). В листьях - инулин, аскорбиновая и цикориевая кислоты[].

Растение богато млечным соком, в котором найдены горькие вещества (лактуцин, лактукопикрин, тритерпеновый спирт тараксастерол). Семена содержат инулин, жидкое масло и пирокатехиновый альдегид. Содержание витаминов и минеральных веществ (вмг%): каротина - 1,3, С - 10,2, B1 - 0,05, В3 - 0,003, РР - 0,24, натрия - 4,4, калия - 1,92, марганца - 12, кальция - 26, железа - 0,7, фосфора - 25.

Фармакологические свойства: Отвар дикорастущего цикория обладает противомикробным, противовоспалительным и вяжущим действием. Согласно экспериментальным данным, настой соцветий дикорастущего цикория при парентеральном введении оказывает успокаивающее действие на центральную нервную систему и усиливает деятельность сердца, увеличивая амплитуду и замедляя ритм сердечных сокращений. Кроме того, цикорий улучшает аппетит, усиливает пищеварение, повышает выделение мочи и желчи, прекращает поносы. Отвар семян обладает обезболивающим, жаропонижающим и потогонным действием[].

Свежий сок травы и настой травы цикория понижают уровень сахара в крови, проявляют тиреостатическое действие. Сухой экстракт из корней цикория обладает выраженным сахаропонижающим свойством. Антидиабетический эффект цикория в сочетании с его противовоспалительными, антитоксическими и ранозаживляющими свойствами делает это природное, почти нетоксическое средство весьма перспективным в терапии сахарного диабета легкой и средней тяжести.

Корневище цикория, выращенное в культуре, в основном используется для заменителя кофе.

Преимущество цикория как заменителя кофе в том, что он из-за отсутствия кофеина не оказывает возбуждающего действия на нервную и сердечно-сосудистую системы. Поэтому напитки с цикорием, в том числе и растворимый цикорий, рекомендуются тем, кому противопоказаны натуральные кофе или крепкий чай, а именно: при сердечно-сосудистых заболеваниях, гипертонической болезни, бессоннице, аллергических и некоторых других заболеваниях. Инулин цикория употребляется в пищу в виде сиропа или фруктового сахара[20].

.6 Заключение по обзору литературы

Проведенный анализ научно-технической литературы показал, что выпечка является одним из основных этапов технологического процесса и оказывает значительное влияние на качество хлеба. В процессе выпечки внутри тестовой заготовки и на ее поверхности протекает сложный комплекс теплофизических, коллоидных, микробиологических и биохимических процессов.

В научно-технической литературе, в основном, содержатся данные по традиционному способу выпечки хлебобулочных изделий, данных по производству хлебобулочных изделий приготовленных в атмосфере насыщенного пара недостаточно.

Одной из современных тенденций развития хлебопечения является создание ассортимента изделий с использованием нетрадиционных видов сырья, к которому можно отнести рисовую муку. Химический состав рисовой муки имеет ряд преимуществ по сравнению с пшеничной мукой. Рисовая мука содержит значительное количество крахмала (81,6%), легко перевариваемого и усвояемого, и очень мало клетчатки (0,4-0,5%) и моно-и дисахаридов (0,4-0,5%). Во фракционном составе белков рисовой муки отсутствует глютеновая фракция, что позволяет использовать данное сырье для создания безглютеновых продуктов. Кроме того, рисовая мука содержит натрий, калий, магний, фосфор, витамины В1, В2 и РР. В ее состав входят биотин (витамин), амилопектин и цинк, что делает данное сырье весьма ценным для производства хлебобулочных изделий функционального назначения.

Ознакомление с научно - технической литературой по технологии ржано-пшеничного хлеба и методам оценки свойств полуфабрикатов позволило сделать вывод о том, что технология ржано - пшеничного хлеба является сложным биотехнологическим процессом. Способ приготовления ржаных сортов хлеба - заквасочный. Ржаной хлеб, приготовленный на закваске, характеризуется лучшей структурой пористости и физико - химическими свойствами мякиша. Он отличается специфическим вкусом и ароматом, способностью к более длительному сохранению свежести и большей стойкостью по отношению к развитию плесеней.

Ржаные закваски готовят густыми и жидкими, с применением заварки и без нее, дрожжевыми и без дрожжевыми. Для разрыхления теста используются хлебопекарные дрожжи любого вида и жидкие дрожжи. Микроорганизмы ржаных заквасок и теста представлены двумя видами дрожжей (Saccharomycescerevisiae и Saccharomycesminor) и четырех видов кислотообразующих бактерий (Lactobacilluscasei, L.plantarum, L.fermenti, L.delbruckii).

По конечному продукту расщепления глюкозы кислотообразующие микроорганизмы ржаных заквасок представлены гомоферментативными и гетероферментативными молочнокислыми бактериями. Гомоферментативные МКБ образуют в качестве основного продукта молочную кислоту, а также незначительное количество летучих кислот (в основном уксусную кислоту). По температурному оптимуму бактерии этой группы делятся на две подгруппы: мезофильные бактерии, имеющие температурный оптимум в пределах 25 - 35 °С- L. plantarum и L. casei и термофильные бактерии с температурным оптимумом, лежащим в пределах 40 - 55°С, в заквасках эти бактерии являются кислотонакопителями L. delbruckii и L. leichmannii. Гетероферментативные молочнокислые бактерии образуют наряду с молочной кислотой значительное количество летучих кислот (в основном уксусную кислоту), газа (в основном диоксида углерода) и незначительное количество спирта. К ним относятся L. brevis, L. fermenti. Температурный оптимум бактерий этой группы лежит в пределах 30 - 35 °С. Предполагается, что эти бактерии в заквасках и тесте являются не только кислотонакопителями, но и энергичными газообразователями, играющими существенную роль в разрыхлении ржаного теста. Основное количество уксусной кислоты, накапливающейся в ржаных заквасках и тесте, образуется именно этими бактериями, поэтому в используемых в настоящее время ржаных заквасках соотношение гомо - и гетероферментативных МКБ составляет 1: 2.

Принципиальное отличие ржаного теста от пшеничного заключается в том, что основным видом брожения является молочнокислое, а спиртовое брожение является побочным. Ржаное тесто, получаемое в результате многоступенчатого сбраживания (начиная от забродившей закваски), характеризуется сложной взаимосвязью микробиологических и биохимических процессов, определяющих характерные особенности высококачественного ржаного хлеба - кислый вкус и аромат, более высокую титруемую и активную кислотности и мелкопористый мякиш.

Отличия в свойствах и способах приготовления ржаного и пшеничного теста обусловлено некоторыми специфическими особенностями углеводно - амилазного и белково - протеиназого комплексов зерна ржи и ржаной муки.

Следует отметить, что кислотность и в, первую очередь, содержание в ржаном тесте молочной кислоты существенно влияет на степень пептизации белков. Повышение кислотности теста до определенного предела (до рH 4,4- 4,2) способствует пептизации белков и одновременно набуханию и улучшению реологических свойств ограниченно набухшей части белков. Поэтому повышенная кислотность ржаного теста, особенно содержание в нем молочной кислоты, благоприятно влияет на реологические показатели ржаного теста. Значительно более высокая кислотность ржаного теста необходима не только для достижения достаточной пептизации его белков, но торможения действия присутствующей в ржаной муке α - амилаз. Поэтому при недостаточной кислотности ржаного теста мякиш хлеба из него имеет повышенную липкость и заминаемость. В связи с этим, кислотность готового выброженного теста из ржаной муки перед его разделкой доводят примерно до 12 град.

В рамках государственных программ во всех отраслях пищевых производств проводятся исследования по созданию ассортимента пищевых продуктов функционального назвачения. В хлебопечении разработаны технологии по применению нетрадиционных видов сырья для производства хлебобулочных изделий.В качестве обогащающих добавок используется мука зерновых, бобовых и крупяных культур. Из крупяных культур овсяная мука содержит наибольшее количество белка (до 12,0%), жира (до 6,0%), значительное количество макро-и-микроэлементов, разнообразный спектр витаминов, растворимые и нерастворимые фракции пищевых волокон.

В настоящее время овсяные продукты достаточно широко используются в хлебопечении. Они применяются как самостоятельный рецептурный компонент или входят в состав различных хлебопекарных смесей. На основании изучения научно-технической литературы перспективным представляется проведение исследований по использованию овсяной муки при приготовлении ржаных и ржано-пшеничных видов хлеба.

2. Экспериментальная часть

Целью данной научно-исследовательской работы явилась разработка технологии хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки, термообработанных в атмосфере нагретого пара.

Для реализации поставленной цели проводились следующие исследования:

·        Определение показателей качества ржаной и пшеничной муки: влажности, кислотности, "числа падения";

·        Определение рецептуры теста для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки;

·        Определение продолжительности брожения теста для паровых хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки;

·        Определение продолжительности расстойки ТЗ для паровых хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки;

·        Определение продолжительности термообработки ТЗ для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки в атмосфере пара;

·        Определение температурных параметров обработки ТЗ для для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки в атмосфере пара;

·        Определение органолептических и физико-химических показателей паровых хлебобулочных изделий;

·        Разработка технологических решений процесса приготовления хлебобулочных изделий на пару из смеси ржаной и пшеничной муки.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 9.

Рисунок 2.1 - Структурная схема исследований

2.1 Сырье и материалы, применявшиеся при проведении исследований

Исследования проводили в лаборатории кафедры "Технологии хлебопекарного и макаронного производств" и на кафедре "Технологии хранения и переработки зерна".

В экспериментальной работе применялись сырье и материалы, приведенные ниже. При проведении исследований использовали:

− ржаную обойную муку ГОСТ 52189-2007;

−пшеничную муку высшего сорта ГОСТР 52189-2003;

− дрожжи прессованныехлебопекарные ГОСТ Р 54731-2011

− соль поваренную пищевую ГОСТ Р 51574-2000

− масло растительное (подсолнечное) ГОСТ Р 52062-2003;

− подкисляющую добавку "Аграм" (производство фирмы "Ирэкс");

− воду питьевую, соответствующую показателям СанПиН 2.1.4.1116-02.

2.2 Методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий

При проведении работы на кафедрах "Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств"были использованы общепринятые и специальные методы исследования.

2.2.1 Методы оценки свойств сырья

Все пробы применявшейся муки (ржаной обойной, пшеничной высшего сорта) анализировали по органолептическим и физико-химическим показателям качества.

Органолептическая оценка проводилась в соответствии с ГОСТ Р 52189-2003(мука пшеничная высшего сорта), ГОСТ 52189-2003 (мука ржаная обдирная) были определены такие показатели как: цвет, запах, вкус, наличие минеральной и органической примеси.

Влажность муки определялась по ГОСТ 9404-88 и приведенной в руководстве методике [23].

Кислотность муки определялась по ГОСТ 27493-87 и методике, проведенной в руководстве [23].

Автолитическая активность муки пшеничной первого сорта, ржаной обдирной и гречневой была определена по "числу падения" на приборе "Амилотест АТ-97" [12].

Метод основан на быстрой клейстеризации суспензии муки в кипящей водяной бане, после чего происходит измерение разжижающего действия амилазы на крахмал. Значение ЧП обратно пропорционально количеству амилазы содержащейся в образце.

Для определения ЧП были взяты навески муки в соответствии с их влажностью. Образцы муки помещались в вискозимометрическую пробирку, в которую наливали 25 см³ дистиллированной воды, затем пробирка закрывалась пробкой и встряхивалась до получений однородной суспензии. После этого пробка была заменена на специальный шток-мешалку. Пробирку с водно-мучной суспензией и шток-мешалкой устанавливали в специальную кассету, которая помещалась в водяную баню с кипятком. В течение 5 сек. происходил прогрев, а затем включался электромагнитный блок, который с помощью специального захвата в течение 55 сек. интенсивно перемещал содержимое пробирки. По истечении 60 сек. с начала всей процедуры рычаг захвата отключался в крайнем верхнем положении. Шток-мешалка начинала опускаться, в это же время включался секундомер. Когда шток-мешалка достигала нижнего положения, происходило отключение секундомера. В зависимости от степени разжижения клейстеризованной суспензии изменялось время опускания шток-мешалки.

"Сила" пшеничной муки оценивалась по содержанию и свойствам клейковины в соответствии с методикой, приведенной в руководстве [23].

Содержание массовой доли сырой клейковины определялось по ГОСТ 27839-88 и методике, приведенной в руководстве [23].

Оценка реологических свойств сырой клейковины была определена по ее сопротивлению, которое она оказывает при деформирующей нагрузке сжатия, на приборе ИДК-1 [23].

Влажность сухой пшеничной клейковины была определена в соответствии с ГОСТ 9404-88 и по методике, приведенной в руководстве [23].

Структурно-механические свойства клейковины были определены по ее способности создавать сопротивление деформирующейся нагрузке сжатия на приборе ИДК-1.Сухая пшеничная клейковина была подвергнута гидратации: 10г клейковины смешивали с 12 см³ воды. Сформированное тесто в виде шарика оставляли на 15 минут отлеживаться, после чего проводилось отмывание клейковины проточной водой над ситом. Отмытую клейковину высушивали и взвешивали. Затем отбирали 4г пробы, формировали шарик и опускали его в стакан с водой на 15 минут. По истечению времени проводили замеры на приборе ИДК-1 в соответствие с приведенной в руководстве методикой[23].

Значения показаний прибора ИДК-1:

до 40 ед. - очень сильная клейковина;

40-60 ед. - сильная клейковина;

60-80 ед. - средняя по силе клейковина;

80-100 ед. - слабая клейковина;

более 100 ед. - очень слабая клейковина.

Водопоглотительная способность отмытой клейковины была определена путем высушивания 5г пробы в специальном пакете в течение 10 минут на приборе Чижовой. В бумажные пакеты, предварительно высушенные и взвешенные на технических весах, помещали 5г отмытой клейковины и выдерживали между плитами прибора, нагретого до 160 °С в течение 10 мин. После этого пакет с пробой охлаждали в эксикаторе и взвешивали.

Г= (W/a)·100 ,

где W- влажность сырой клейковины, определенная по разности навесок до и после высушивания, %;

a-   содержание сухого вещества клейковины в навеске, определяемое по разности 100-W, %.

Дрожжи прессованные хлебопекарные были проанализированы в соответствии с ГОСТ Р 54731-2011.

Соль поваренная пищевая "Экстра" оценивалась в соответствии с ГОСТ Р 51574-2000 по следующим органолептическим показателям: цвет, запах, вкус.

У заквасок, приготовленных из ржаной муки, были определены влажность, кислотность, подъемная сила.

2.2.2 Приготовление полуфабрикатов и готовых изделий

Приготовление теста

Тесто замешивали в лабораторной тестомесильной машине в течение 4-5 минут. Соль в тесто вносили в виде солевого раствора. Дрожжи были внесены в виде дрожжевой суспензии. Рецептура теста представлена в таблицах 2.1, 2.2.

Продолжительность брожения теста составляла 90 минут, до накопления кислотности 10,4 град. После чего исследуемый образец теста делили и формовали в тестовую заготовку массой 50г., его помещали в расстойный шкаф с температурой 38-40ºC на 30 минут и относительной влажностью воздуха 70-75%. Готовность тестовой заготовки к выпечке была определена по органолептическим показателям.

Выпекали тестовую заготовку в течение 30 минут в лабораторной пароварке при температуре 100ºC. Выпеченное изделие было охлаждено в естественных условиях и через 18-20 минут проводили анализ.

Таблица 2. 1- Рецептура ржано-пшеничного теста для паровых хлебобулочных изделий

Наименование сырья	Количество вносимого сырья, г
	Образец№1	Образец№2	Образец№3
Мука ржаная обойная	100	100	100
Мука пшеничная высшего сорта	100	100	100
Дрожжи прессованные	2	2	2
Соль поваренная пищевая	6	6
Вода	130	130	130
Подкислитель	6	6	6
Соль поваренная пищевая	3,4	3,4	3,4
Вода питьевая,см3	По расчету

Образец №1-образецс добавлением черного "Аграма"

Образец №2- образец с добавлением белого "Аграма"

Образец №3- образец с добавлением "СОФТ"

Таблица2. 2- Рецептура приготовления теста для паровых изделий с разным соотношением ржаной и пшеничной муки

Наименование Сырья	Количество вносимого сырья, г
	Образец №1	Образец№2	Образец№3
Мука ржаная	120	140	160
Мука пшеничная высшего сорта	80	60	40
Дрожжи прессованные	2	2	2
Подкислитель	6,0	6,0	6,0
Соль поваренная пищевая	3,4	3,4	3,4
Вода,см3	По расчету

Образец №1 - соотношение муки ржаной и пшеничной

высшего сорта 60:40.

Образец №2 -соотношение муки ржаной и пшеничной

высшего сорта 70:30.

Образец №3 - соотношение муки ржаной и пшеничной

высшего сорта 80:30.

.2.3 Методы исследования свойств полуфабрикатов

Ржано-пшеничные полуфабрикаты анализировали на показатель кислотности методом титруемой кислотности: отбирали 5г полуфабриката (тесто, закваска), растирали в ступке, постепенно добавляя 50см³ дистиллированной воды, после этого вносили 2-3 капли фенолфталеина и титровали[23].

.2.4 Методы оценки качества хлеба

Пробы изделий анализировали через 18-20 минут после выпечке по физико-химическим и органолептическим показателям качества.

Из физико-химических показателей качества были определены такие показатели, как:

влажность мякиша определяли по ГОСТ 21094-75;

титруемая кислотность мякиша была определена ускоренным методом по ГОСТ 5670-96 и в соответствии с методикой, приведенной в руководстве[23].

упруго - пластические деформации были определены на пенетрометре в соответствии с руководством[23].

масса изделия после выпечки в пароварке[23].

Органолептическая оценка проводили по методике, приведенной в руководстве, определяли такие показатели, как внешний вид изделия, цвет, состояние поверхности корки, структура пористости мякиша, его эластичность, цвет, вкус, запах[23].

.3 Характеристика сырья, применявшегося в работе

Определение показателей качества и анализ муки проводили по методикам, приведенным в разделе 2.2.1. Характеристика применявшейся в исследовании муки представлена в таблицах 7,8.

Таблица 2.3 - Показатели качества муки ржаной обойной

Наименование показателей	Значения показателей
Влажность, %	9,6
Кислотность, град	7,0
ЧП, с	245

Таблица 2.4-Показатели качества пшеничной муки высшего сорта

Показатели качества муки	Значения показателей
Влажность, %	12,9
Кислотность, град	2,8
Количество клейковины, %	29,5
Качество клейковины, ед.прибора ИДК	75 Iгруппа лучшая
Число падения, с	318

Дрожжи прессованные хлебопекарные, которые были использованы в исследовании, отвечали требованиям ГОСТ Р 54731-2011 по цвету, вкусу, запаху и консистенции, а также характеризовались подъемной силой, равной 21 мин. Соль пищевая поваренная отвечала требованиям ГОСТ Р 51574-2000, при этом она не имела запаха и посторонних примесей, была белого цвета.

Вода отвечала требованиям, которые предъявляются к питьевой воде, по СанПиН 2.1.4.1116-02.

.4 Оборудование для приготовления ржано-пшеничного хлеба в пароварке

Рисунок 2.2- Тестомесильная машина

Рисунок 2.3- Шкаф для брожения теста

Рисунок 2.4- Шкаф для расстойки тестовых заготовок

Рисунок 2.5- Пароварка "Braun"

2.5 Результаты исследований и их анализ

В данном разделе работы представлены результаты исследований, проводившихся по следующим направлениям:

разработка технологии выпекания в пароварке при производстве хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки;

определение органолептических и физико-химических показателей хлеба, приготовленного в пароварке из смеси ржаной и пшеничной муки

2.5.1 Определение рецептуры теста для паровых изделий из смеси ржаной и пшеничной муки

На первом этапе исследований проводили подбор соотношения ржаной обдирной и пшеничной муки высшего сорта в рецептуре ржано-пшеничного теста для паровых изделий. Рецептуры полуфабрикатов представлены в таблицах 2.1. , 2.2. В рецептурах было использовано следующее соотношение ржаной и пшеничной муки50:50,60:40, 70:30, 80:20 и использованы разные подкисляющие добавки ( "Аграм" черный, "Аграм" белый, "Софт").Критерием оценки качества служили органолептические и физико-химические показатели готовых паровых изделий. В результате полученных данных было установлено, что наилучшим соотношением является 70% ржаной обойной муки и 30 % пшеничной высшего сорта, а из подкисляющих добавок наилучшими показателями обладали образцы с использованием подкислителя "Аграм" белый. Полученные образцы имели высокие органолептические показатели(вкус, запах) и обладали хорошей формоустойчивостью. Органолептические показатели паровых хлебобулочных изделий представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5Органолептические показатели паровых хлебобулочных изделий

Показатели качества изделия	Коэффициент значимости показателя	Число степень качества	Оценка в баллах
			50:50	60:40	70:30	80:20	"Аграм" белый	"Аграм" черный	"СОФТ"
Форма	1	1-3	4	5	5	4	5	5	4
Цвет и внешний вид	2	1-3	4	5	5	4	5	5	4
Вкус и аромат	3	1-3	3	4	5	3	5	2	1
Структура и консистенция	4	1-3	3	4	5	3	5	4	4
Суммарная оценка			33	43	50	33	50	37	31

2.5.2 Определение продолжительности брожения теста ржано-пшеничных полуфабрикатов для паровых хлебобулочных изделий

При проведении исследований по определению продолжительности брожения полуфабрикатов время брожения ржано-пшеничного теста варьировало от 30 мин до 120мин, Оценку готовности теста определяли по уровню кислотонакопления в полуфабрикате (рисунок 2.6), а также по качеству готовых изделий после термообработке (таблица 2.6).

Продолжительность брожения, мин

Рисунок 2.6- Кинетика кислотонакопления в ржано-пшеничном тесте для паровых изделий

Анализ полученных данных по уровню и скорости кислотнакопления показал, что продолжительность брожения полуфабрикатов для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки должна составлять 90мин. При этом уровень кислотности составил 10,4 град., скорость кислотонакопления -0,17град/мин

Таблица 2.6 Органолептические показатели паровых хлебобулочных изделий

Показатели качества изделия	Коэффициент значимости показателя	Число степень качества	Оценка в баллах
Форма	1	1-3	5
Цвет и внешний вид	2	1-3	5
Вкус и аромат	3	1-3	5
Структура и консистенция	4	1-3	5
Суммарная оценка			50

При продолжительности брожения теста 60мин образец отличался низким объемом, повышенной липкостью, отсутствием равномерной сетчатой структуры, не имел ярко выраженного запаха ржаного хлеба. Это объясняется тем, что в таком тесте не закончены биохимические и коллоидные процессы, связанные с гидролизом высокомолекулярных соединений муки и набуханием ее коллоидов. Кислотность такого теста не достигает нормы. В тесте остается много несброженных сахаров. Хлеб из такого теста пресный, на поверхности пузыри с тонкой подгоревшей корочкой, которая при надавливании ломается. При продолжительности брожения 90мин образец имелравномерно-сетчатую структуру, приятный запах ржаного хлеба. Выброженное тесто увеличивается в объеме в 1,5-2 раза, имело выпуклую поверхность и специфический аромат. Брожение теста было закончено до его опадания. При продолжительности брожения 120мин тесто характеризовалось повышенной кислотностью, небольшим содержанием несброженных сахаров, ослаблением клейковинного каркаса. Хлеб из такого теста имел кислый вкус, пустоты и разрывы в мякише.

.5.3 Определение продолжительности расстойки ТЗ для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки

Предыдущими исследованиями было установлено, что получения паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки удовлетворительного качества продолжительность расстойки ТЗ должна составлять 30 мин.

Перед выпечкой в тесте остаётся лишь 8-14% диоксида углерода от необходимого количества. Во время окончательной расстойки происходит интенсивное брожение заготовок, которое сопровождается образованием основной части диоксида углерода (86-92%).

Во время расстойки восстанавливается клейковинный каркас, нарушенный при формовании, происходит образование пористой структуры теста, верхний, поверхностный слой заготовок становится газонепроницаемым, эластичным и гладким. Образование углекислого газа должно происходить интенсивно, в противном случае процесс замедляется, а свойства теста ухудшаются. При повышенной температуре газообразование в тесте происходит более интенсивно. Согласно исследованиям, наиболее интенсивно оно происходит при температуре 40° С. На производстве расстойку проводят в конвейерных шкафах или камерах в окружении влажного и тёплого воздуха с температурой 40-45 °С и с относительной влажностью 70-80%. В процессе расстойки заготовки увеличиваются в объёме на 50-70% от исходного, а окончание процесса должно совпадать с достижением наивысшего объёма. Влажность воздуха при расстойке играет большую роль. Так, повышенная влажность предотвращает заветривание верхнего слоя заготовки, который становится эластичным и может растягиваться под воздействием диоксида углерода, и, напротив, недостаток влажности способствует образованию сухой плёнки на поверхности, которая разрывается под действием газов, образуя на корке хлеба разрывы и трещины. Во время расстойки происходит циклическое изменение вязкости теста: первоначально она уменьшается, затем возрастает до максимума, и после этого опять снижается. Хлеб имеет наилучшее качество, если выпечь его из теста с максимальным значением вязкости.

Готовность при окончании процесса расстойки определяют лёгким нажатием пальцами на поверхность теста, а также по увеличению его объёма. При этом различают в зависимости от готовности теста расстойку избыточную, нормальную и недостаточную. Отрицательное влияние на качество хлеба оказывают недостаточная (10мин-20мин) и избыточная расстойки (40-50мин).Полученные результаты представлены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 - Влияние продолжительности расстойки на характеристики тестовых заготовок для паровых хлебобулочных изделий

Показатели	Обозначения	Продолжительность расстойки, мин
		10	15	20	25	30
Масса ТЗ перед расстойкой, г	m0	50,1	50,1	50,1	50,1
Масса ТЗ после расстойки, г	m1	50,2	50,2	50,4	50,3	50,5
Высота ТЗ перед расстойкой, мм	h0	35	35	36	36	37
Высота ТЗ после расстойки, мм	h1	36	37	42	40	39
Диаметр ТЗ перед расстойкой, мм	d0	50	51	50	51	50
Диаметр ТЗ после расстойки, мм	d1	66	73	76	79	85
Формоустойчивость ТЗ перед расстойкой	h0/d0	0,70	0,69	0,72	0,71	0,74
Формоустойчивость ТЗ после расстойки	h1/d1	0,54	0,51	0,55	0,51	0,46

Полученные данные по определению массы, высоты, диаметра, формоустойчивости ТЗ до и после расстойки подтвердили полученные ранее результаты: рациональная продолжительность расстойки должна составлять 30мин.

.5.4 Определение параметров термообработки ТЗ для паровых хлебобулочных изделий из ржаной и пшеничной муки

Для определения рациональной продолжительности тепловой обработки тестовых заготовок в атмосфере нагретого пара была проведена серия опытных выпечек. После расстойки тестовых заготовок варьировалась длительность тепловой обработки от 10 до 40 мин в атмосфере нагретого пара. В экспериментах контролировались масса готовых изделий (m), их высота (h) и диаметр (d), а также физико-химические показатели качества. Результаты исследований представлены на рисунке 2.7 и в таблице 2.8.

Рисунок 2.7 - Изменение температуры в центре мякиша в процессе термической обработки тестовых заготовок нагретым паром

Изучение кинетики изменения температуры показало, что в течение 4 - 5 мин температура не изменяется и составляет 32⁰С. В этот период (I) происходит увеличение кислотности в результате деятельности микроорганизмов. Далее температура постепенно увеличивается до 98⁰С (период II). Происходит денатурация белков и частичная потеря влаги, ТЗ преобразуется в мякиш. Анализ готовых изделий на разных периодах термовлажностной обработки показал, что паровые хлебобулочные изделия из смеси ржаной и пшеничной муки имеют лучшие показатели качества при температуре 98⁰С, когда данная температура сохраняется в течение 10-12 мин (период III).

Анализ экспериментальных данных, приведенных в таблице 2.8, показывает следующее.

Таблица 2.8 - Физические показатели готовых изделий при различной продолжительности термической обработки нагретым паром

Вид показателя	Обозначение	Продолжительность обработки паром ТЗ, мин.
		10	20	30	40
Масса, г	M	51,1	51,5	52,2	51
Высота, мм	H	42	44	45	42
Диаметр, мм	D	79	82	84	80
Формоустойчивость	h/d	0,53	0,53	0,53	0,52
Уд.объем, см3/г	V	2,96	3,31	3,51	3,04
Влажность мякиша, %	W	40,5	40,7	41,1	40,8
Кислотность мякиша, град	K	2,1	2,8	3,3	3,2
Пористость мякиша ,%	П	75,1	75,9	78,1	67,1
Общая деформация, ед. пр.	∆ Нобщ	64,3	70,5	74,4	47,2
Упругая деформация, ед. пр.	∆ Нупр	47,2	50,4	50,5	34,1
Пластическая деформация, ед. пр.	∆ Нпл	17,1	20,1	23,9	13,1

С увеличением длительности тепловой обработки масса готовых изделий не уменьшает как обычно, а наоборот увеличивается. При длительности тепловой обработки 10 минут масса готовых изделий увеличивается на 0,7 г по сравнению с первоначальной - 50,4 г. При длительности тепловой обработки 20 мин. эта масса увеличивается на 1,7 г, а при длительности - 30 мин. ее увеличение составляет 2,8 г. Это объясняется сорбцией водяного пара, как и в процессе расстойки, так и в результате сорбции нагретого пара, поскольку интенсивность сорбции в атмосфере чистого пара на много выше, чем в атмосфере влажного воздуха. При увеличении продолжительности термообработки ТЗ до 40мин наблюдается уменьшение значение Н по сравнению с образцами, выдержанными до 30мин.

Рисунок 2.8 - Форма паровых хлебобулочных изделий при различной продолжительности термовлажностной обработке

.6 Выводы по экспериментальной части

На основании проведенных комплексных исследований, направленных на определение параметров приготовления хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки в атмосфере нагретого пара установлено следующее:

1. На основании результатов органолептических показателей установлена рецептура теста для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки. Соотношение ржаной и пшеничной муки 70:30, в качестве подкисляющей добавки использован "Аграм" белый.

2.      Определена рациональная продолжительность брожения теста из смеси ржаной и пшеничной муки для паровых хлебобулочных изделий, которая составила -90мин.

3. По показателям высоты, диаметра, расчетной величины формоустойчивости установлена рациональная продолжительность расстойки тестовых заготовок для хлебобулочных изделий, приготовленных в атмосфере нагретого пара, которая составила 30 мин.

4.      Установлена рациональная продолжительность термообработки ржано-пшеничных ТЗ в атмосфере нагретого пара, которая составила -30мин.

.        С увеличением длительности тепловой обработки происходит увеличение массы готовых изделий, за счет сорбции водяного пара.

.        По мере увеличения длительности тепловой обработки происходит увеличение объема готовых изделий на 30%.

.        Готовые изделия имеют мелкопористую структуру, которая незначительно изменяется с увеличением продолжительности термической обработки.

3. Расчет технологической линии по производству хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки, приготовленной в атмосфере насыщенного пара, массой 0,05кг

.1 Описание линии по производству паровых хлебобулочных изделий

На линии запроектирована выработка паровых хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки массой 0,05кг.

Технологическая схема производства хлеба включает несколько основных стадий: прием и хранение сырья, подготовка сырья к производству, дозирование сырья, приготовление теста, разделка теста, расстойка тестовых заготовок, обработка тестовых заготовок паром, хранение и отпуск хлеба, а также ряд вспомогательных операций.

Мука на хлебозавод доставляется тарно. Технологическая схема предусматривает прием и растаривание мешков через приемник с пневмомешковыколачивателем марки ХМП-М и аэрозольтранспорт для подачи муки на просеивательную линию, далее в производственный бункер.

Воздух, транспортирующий муку, очищается фильтрами (ХЕ-161), установленными на каждом бункере. Собранная в системе аспирации мука возвращается в бункера.

Мука после растаривания мешков через приемник с пневмомешковыколачивателем марки ХМП-М подается на просеивательные линии, состоящие из бункера-разгрузителя ХЕ-63 с фильтром ХЕ-162, просеивательной машины Ш2-ХМВ, автоматических порционных весов АВ-50НК. Подготовленная к производству мука аэрозольтранспортом направляется в производственные бункера ХЕ-63А тестомесильного отделения.

Дрожжи прессованные хлебопекарные поступают на предприятие в таре. Хранят их в холодильной камере при температуре 0-4°С. При подготовке к пуску в производство их освобождают от упаковки, разводят в сахарожирорастворителе СЖР с водой в пропорции 1:3 до заданной температуры. Полученную дрожжевую суспензию перекачивают насосом в резервуар для хранения Я1-ОСВ-2, откуда она подается в расходные емкости ХЕ-44. Из расходной емкости дрожжевая суспензия самотеком поступает в дозировочную станцию.

Сахар поступает на завод в мешках и хранится на поддонах. Приготовление сахарного раствора осуществляется в сарожирорастворителях и насосом перекачивается в расходные сборники.

Соль в мешках через приемное окно поступает в помещение солерастворителя, где складывается на поддонах. Здесь же установлен солерастворитель, рассчитанный на 6 м3 солевого раствора. Солерастворитель состоит из 3-х отсеков и предназначен для непрерывного растворения соли и приготовления солевого раствора постоянной плотности. Соль вручную засыпается в первый отсек (сюда же подается вода) и солевой раствор переливается сначала во второй отсек, а затем в третий и отбирается по мере надобности (от датчика нижнего уровня) при помощи насоса в расходную емкость, установленную на площадке в тестомесильном отделении на отм. 3.000.

Для растопки жира предусмотренжирорастворитель, в рубашку которого подается горячая вода (65°С). Растопленный маргарин (с трубопроводом-спутником) подается насосом в расходную емкость в тестомесильном отделении.

Вода на технологические нужды берется из водопроводной сети в необходимом количестве. Также предусмотрен запас воды на 8 суток.

Тесто для паровых хлебобулочных изделий готовится в дежах вместимостью 330л на тестомесильной машине интенсивного действия с программируемым замесом фирмы Diosna SP-200E. Сюда же подаются жидкие компоненты станцией Ш2-ХД2-Б и мука дозатором Ш2-ХД2-А. Задаваемая тестомесильной машине программа предусматривает двухскоростной замес продолжительностью 5 минут: первые три минуты - низкоскоростной, оставшееся время - высокоскоростной. Тесто после замеса направляется на брожение в течение 90 минут.

После созревания в дежах тесто с помощью дежеопрокидывателя А2-ХП-2Д попадает в воронку тестоделителя А2-ХТН. После деления тестовые заготовки поступают в округлительную машину Т1-ХТН. В оборудование тесторазделочной линии также входят, шкаф окончательной расстойки Т1-ХРЗ-80 (относительная влажность 65-85%, продолжительность - 25 мин). Выпечка осуществляется в нестандартном аппарате в атмосфере насыщенного пара.

Выпеченные изделия из печи подаются на циркуляционный конвейер КЦ, с которых загружаются в контейнеры ХКЛ-18. Загруженные контейнеры отвозятся в хлебохранилище. Затем готовая продукция упаковывается, учитывается в экспедиции и отправляется в торговую сеть.

.2 Рецептура и физико-химические показатели хлебобулочных изделий

Паровые хлебобулочные изделий из смеси пшеничной высшего сорта и ржаной обдирной муки, массой 0,05кг.

 

Таблица 3.1 - Нормативная рецептура

Наименование сырья	Расход сырья, кг
Мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта	30,0
Мука ржаная обдирная	70,0
Дрожжи хлебопекарные прессованные	3,5
Соль поваренная пищевая	1,5
Подкислитель "Аграм" белый	6
Итого	111,0
Таблица 3.2 - Физико-химические показатели
Наименование показателей	Значение
Влажность мякиша, % не более	43,0
Масса изделия, г	52,0
Кислотность мякиша, град не более	3,5
Пористость мякиша, % не менее	73,0
Формоустойчивость, Н/D	0,53

.3 Расчет выхода хлебобулочных изделий

Расчет выхода готовых хлебобулочных изделий осуществляется по формуле:

- выход хлебобулочных изделий, кг

 - общая масса сырья без учета воды, кг

 - средневзвешенная влажность сырья, %

 - влажность теста, %

 - технологические затраты на брожение (2 - 3), %.

 - технологические затраты на упек (8,5 - 9,5), %.

 - технологические затраты на усушку (3 - 4), %.

 - технологические потери (1,5), %.

, где:

 - масса i-го сырья, кг.

 - влажность i-го компонента, %

Средневзвешенная влажность сырья, %:

3.4 Расчет производительности печи

Для выработки изделий из пшеничной муки используем нестандартный агрегат для выпечки изделий в атмосфере насыщенного пара Производительность печи Р (кг/ч):

где n - число изделий на ленточном поду; n = n_ш∙ n_д

n_ш - количество изделий в одном ряду по ширине печи; n_ш =

n_д-число рядов изделий по длине пода печи;n_д =

l - длина изделия, мм;

b -ширина изделия, мм;

L - длина пода печи, мм;

B - ширина пода печи, мм;

a - зазор между изделиями, мм (20-40мм);

g- масса хлеба, кг (0,4кг);

Суточная производительность линии определяется по формуле:

,

где Т - продолжительность работы печи в смену, ч

К - количество смен

Рсут = 138 * 7,67 * 1 = 1058 кг/сут.

Таблица 3.3 - График работы печей

Марка печи	Ассортимент (8:00-17:00)
Нестандартный агрегат	Паровые хлебобулочные изделия

 

Таблица 3.4 - Суточная выработка хлебобулочных изделий

Изделия	Масса кг	Производительность печи, кг/ч	Продолжительность работы печи по графику, ч	Суточная выработка по расчёту, кг
Паровые хлебобулочные изделия	0,05	138	7,67	1058

.5 Расчет запасов сырья

Определение суточного запаса муки:

 , кг/сут

где:  - суточная выработка хлебобулочных изделий, кг/сут.

 - выход готовых изделий, кг

- расход муки, кг

Определение расхода и запасов других видов сырья:

,

где: Р - расход сырья по нормативной рецептуре, кг

Масса муки высшего сорта:

_муки = (1058 * 100) / 158 = 670 кг

Масса хлебопекарных дрожжей:

кг

Масса соли:

_соли = (670 * 1,5)/100= 10,05 кг

Масса сахара:

кг

Масса маргарина:

_марг= (670 * 3,0)/100 = 20,1 кг

Масса улутшителяхлебопекарного:

_ул= (670 * 0,1)/100 = 0,67 кг

Определение запасов сырья:

,

где  - срок хранения сырья, сут.

Таблица 3.5 - Суточный расход и запас сырья

Сырьё	Суточный запас сырья, кг/сут	Срок хранения, сут	Запас сырья, кг
Мука пшеничная высший сорт	201	7	1380
Мука ржаная обдирная	469	7	3310
Дрожи прессованные	23,45	3	70,35
Соль поваренная пищевая	10,05	15	150,75

.6 Выбор и расчет технологического оборудования

3.6.1 Отделение приема, хранения и подготовки муки к производству

Склад тарного хранения муки.

Мука хранится в мешках тарно. Склад рассчитывается на семисуточный запас муки.

Тарный склад хранения сырья.

.Определение площади склада для хранения муки в мешках осуществляется по формуле:

 - общий запас муки на семь суток, кг.

 - площадь деревянного поддона,

 - коэффициент, учитывающий проходы и проезды,

 - масса мешка с мукой,

 - количество мешков на поддоне, .

_муки = 670 кг/сут

F = (4690 * 1,25 * 1,85) /(50*24) = 9,03 м²

N_мешк= 670/50 = 13,4шт

Площадь склада хранения муки в мешках в проекте должна быть не менее 60 .

.Определение площади тарного склада для хранения остального сырья определяется по формуле:

; где:

- суточный запас сырья, кг.

- срок хранения сырья, сут.

- средняя нагрузка, кг/м².

Дрожжи: ,

м²

Маргарин: ,

_марг= (20,1*5)/400 = 0,25 м²

Общая требуемая площадь холодильной камеры:

F_{хол.кам}= 0,23 + 0,25 = 0,48 м²

Сахар: ,

м²

Соль: ,

_соли = (10,05*15)/800 = 0,18 м²

Общая требуемая площадь склада дополнительного сырья:

_склада = 0,38 + 0,18 = 0,56 м²

Силосно-просеивательное отделение.

Для транспортирования на производство, взвешивания, просеивания, очищения от металлических примесей и хранения муки, на предприятии проектируют мучные линии. Выбираем просеиватель марки Ш2-ХМВ с поверхностью сита 1,5м², производительностью 1м² при просеивании пшеничной муки - 2,0-3,0 т/ч.

.Определение производительности просеивателя.

- рабочая поверхность сита, м²

- производительность 1м² сита, т/ч (при просеивании пшеничной муки ).

2.Определение количества просеивательных линий.

; где:

- часовой расход муки, кг/ч.

, где:

- почасовая производительность печи, кг/ч.

- выход хлеба, кг.

- производительность просеивателя, т/ч.

М_ч= (138*100)/158 = 0,87 т/ч

N = 0,87/3,75=0,23(принимаем 1 просеиватель).

3.6.2 Отделение приема, хранения и подготовки рецептурных компонентов

Все рецептурные компоненты доставляются на хлебозавод тарно и хранятся в кладовых сырья на поддонах.

Соль. Поступает в мешках в помещение хранения соли, где складывается на поддонах.

Для растворения соли предусматривается солерастворитель вместимостью 6 м³.

Вместимость емкости, л:

где - суточный расход сахара, кг/сут;

К - коэффициент запаса объема вместилища;

t_ХР- срок хранения солевого раствора;

с_СОЛЬ - концентрация солевого раствора, кг/100 л.

Принимаем 1 солерастворитель и 1 расходную емкость для солевого раствора Р3-ХЧД-1400.

Сахар. Поступает в мешках в склад сырья, где складывается на поддонах.

Для растворения сахара используется СЖР вместимостью 400 л.

Вместимость емкостей, л:

Дрожжи хлебопекарные прессованные. Поступают в ящиках и хранятся в холодильной камере. Площадь камеры определяют из расчета загрузки q = 200 кг/м² площади, она должна быть не менее 6 м².

Для разведения дрожжей используется СЖР вместимостью 400 л.

Вместимость емкостей для разведения дрожжей, л:

где G_ДР - содержание дрожжей в 1 л суспензии, кг.

Принимаем 1 емкость СЖР для разведения дрожжей и 1 расходную емкость СЖР-400.

Маргарин. Поступает в ящиках из картона и хранится в холодильной камере. Площадь камеры определяют из расчета загрузки q = 700 кг/м² площади, она должна быть не менее 6 м².

Для растопки маргарина используется СЖР вместимостью 400 л. Так как суточный расход маргарина составляет 20,1 кг, значит, принимаем 1 емкость СЖР и 1 расходную емкость СЖР-400.

3.6.3 Тестоприготовительное отделение

Для паровых булочек предусмотрен безопарный способ приготовления теста с использованием тестомесильной машины периодического действия SP-200E.

. Расчет ритма замеса, мин:

, где:

 - количество муки на замес одной порции теста, кг

, где:

- оптимальная масса замешиваемого теста в SP-200E, .

 - выход теста, кг.

- общий минутный расход муки на приготовление теста, кг/мин

М_общ= (138*100)/(60*158)=1,45 кг/мин

2. Расчет количества дежей для брожения теста, шт:

где τ - общее время занятости дежи, мин;

τ_загр - время загрузки дежи, мин;

τ_замеса- время замеса теста, мин;

τ_брож - время брожения теста, мин;

τ_выгруз - время выгрузки теста, мин.

(принимаем 2 штуки)

3.6.4 Тесторазделочное отделение

Расчет тестоделителей производится по количеству тестовых заготовок необходимых для производства каждого сорта хлебобулочных изделий./17/

1.  Определение числа тестовых заготовок:

, где:

- почасовая производительность печи, кг/ч.

- масса изделия, кг.

_т.з. = 138/(0,05*60)=46 шт

2. Определение количества тестоделителей и коэффициент их использования:

, где:

N - количество тестоделителей.

- количество тестовых заготовок.

x- коэффициент запаса на остановку( х=1,04 - 1,05)

- производительность тестоделителя, шт/мин.

Коэффициент использования делителя определяется по формуле:

 = (46*1,05)/60 = 0,8- принимаем один тестоделитель марки А2 - ХТН.

ƞ = 46/60 = 0,76

3. Округление кусков

Для паровых булочек из пшеничной муки подбираем тестоокруглительную машину Т1 - ХТН, производительностью 63 куска в минуту.

. Расчет конвейера окончательной расстойки

Для окончательной расстойки тестовых заготовок для батонообразных изделий используется конвейерный шкаф окончательной расстойки Т1-ХРЗ-80. На одной люльке помещается 6 заготовок (2100 / (280 +30) = 6):

.Определение количества люлек в расстойном шкафу:

, где:

- почасовая производительность печи, кг/ч.

- продолжительность расстойки, мин.

- масса изделия, кг.

- количество тестовых заготовок на люльке,

- число ярусов на люльке (в поточных линиях k=1)

N_p= (138*25)/(6*0,05*60*1) = 191 шт

2. Общее количество люлек на конвейере:

где  - количество холостых люлек, шт.

_общ = 191 + 9 = 200 шт

3. Общая длина цепного конвейера:

, м

где а - шаг люлек, м.

4. Скорость конвейера:

V= 200/(60*25)= 0.13 м/с

3.6.5 Пекарное отделение

Для термообработкиТЗ для паровых булочек принимаем нестандартную установку тоннельного типа с сетчатым подом площадью 25м². Параметры пода печи: ширина 2000мм; длина 12500мм.

3.6.6 Остывочное отделение и экспедиция

Предусматривается использование контейнерной схемы хранения и транспортирования хлебобулочных изделий по схеме хлебозавод - автотранспорт - торговый зал магазина. Контейнеры ХКЛ-18 вмещают 18 лотков размером 740 × 450мм.

1.  На одном лотке помещается:

, кг

где:  - масса изделий на лотке, кг.

 - количество изделий на лотке, шт.

 - масса одного изделия, кг.

= 28 * 0,05 = 1,4 кг

8. Число контейнеров для хранения каждого вида изделия::

, шт

где:  - время хранения хлеба на хлебозаводе, ч.

 - число лотков в контейнере, шт.

= (138*10)/18*1,4 = 54 шт

3.7 Расчет производственной рецептуры

Расчет производственной рецептуры паровой булочкииз пшеничной муки высшего сорта массой 0,05кг приготовленной с использованием тестомесильной машины периодического действия SP-200E.

.Общий минутный расход муки на приготовление теста, кг/мин:

М_общ=(138*100)/(60*159) = 1,44 кг/мин

9. Выход теста, кг:

10.    Количество муки на замес одной порции теста, кг:

, где:

- оптимальная масса замешиваемого теста в SP-200E, .

 - выход теста, кг.

4. Количество дрожжевой суспензии, кг:

Дрожжевая суспензия готовится из расчета: 1 часть дрожжей - на 3 части воды.

, где:

 - количество дрожжей по рецептуре на 100кг муки, кг;

а - количество частей воды на одну часть дрожжей.

Расход воды на приготовление дрожжевой суспензии, кг/мин:

5. Количество раствора соли, кг:

В 100кг солевого раствора содержится 26кг соли.

Количество воды на приготовление солевого раствора, кг:

6. Количество раствора сахара, кг:

В 100кг сахарного раствора содержится 50кг сахара.

Количество воды на приготовление сахарного раствора, кг:

11.    Количество маргарина, кг:

12.    Общее количество воды на замес теста, кг:

Количество воды на замес теста: 54,27- 12,69 - 5,16 - 3,62 = 32,8кг

13.    Определение ритма замеса теста:

Производственная рецептура паровой булочки представлена в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Производственная рецептура и параметры технологического процесса производства паровых булочек (m = 0,05кг)

Наименование сырья	Расход сырья
	на 100кг муки, кг	на замес
Мука пшеничная высший сорт	30	36,27
Мука ржаная обдирная	70	24,63
Дрожи прессованные/ дрожжевая суспензия	1,0	4,83
Соль поваренная/солевой раствор	1,5	6,97
Подкисляющая добавка "Аграм" белый	6,0	10,87
Вода	По расчету	По расчету
Итого:

4. Расчет основных технико-экономических показателей по производству хлебобулочных изделий

Хлебопекарные изделия занимают значительное место в пищевом рационе. В связи с этим ставится задача более полного удовлетворения потребности населения в этих продуктах, постоянного улучшения их качества.

В экономической части данной научно-исследовательской работы проводили расчёт стоимости хлеба формового "Паровой" из ржаной обдирной муки и пшеничной муки высшего сорта массой 0,05 кг, приготовленного по разработанной рецептуре, и стоимости подового изделия из смеси ржаной обдирной и пшеничной муки высшего сорта.

Маркетинговое исследование

Цель маркетинговых исследований состоит в обосновании потребности в данном виде продукции. Маркетинговые исследования включают:

–  Характеристику продукции, оценку ее конкурентоспособности

–       Определение влияния среды предпринимательства на деятельность предприятия.

–       Оценку рынка сбыта.

Для оценки конкурентоспособности хлеба "Паровой " на подкислителе белом "Аграм" рассчитаем показатель конкурентоспособности данного хлебобулочного изделия по отношению к хлебу "Паровой", приготовленного по обычной рецептуре.

К параметрам, характеризующим конкурентоспособность хлеба, относятся:

ü  Внешний вид изделия;

ü  Объем изделия;

ü  Вкус и аромат;

ü  Пористость;

ü  Цвет корки;

ü  Срок сохранения свежести;

ü  Розничная цена;

ü  Безопасность продукта;

Оценка конкурентоспособности товара приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Оценка конкурентоспособности товара

№ п/п	Наименование показателей, определяющих конкурентоспособность	Величина показателей			Значимость показателя
		"Идеального" товара, Р100	Базового товара, Р	Планируемого к выпуску, Р1
1	Внешний вид изделия	5	5	5	5
2	Вкус и аромат	5	4	5	5
3	Безопасность продукции	5	5	5	5
4	Пищевая ценность	5	4	5	5
5	Розничная цена	5	4	4	3
6	Упаковка и маркировка изделия	5	4	5	4
7	Профилактические свойства изделия	5	4	5	5

Значимость каждого показателя (a) в оценке товара в целом устанавливается методом экспертных оценок.

Рассчитаем единичные показатели конкурентоспособности товара (q) по формулам:

_i = P_i/P₁₀₀,_i1 = P_i1 /P₁₀₀ .

Единичные показатели конкурентоспособности товара приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Единичные показатели конкурентоспособности товара

№ п/п	Наименование показателей	Базовый товар (хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки)	Планируемый к выпуску товар (ржано-пшеничное хлебобулочное изделие)
1	Внешний вид	1	1
2	Вкус и аромат	0,80	1
3	Безопасность продукции	1	1
4	Пищевая ценность	0,80	1
5	Розничная цена	0,80	0,80
6	Упаковка и маркировка изделия	0,80	1
7	Профилактические свойства изделия	0,80	1

Обобщающий показатель конкурентоспособности продукта с учетом значимости каждого единичного показателя рассчитывается по формуле:

,

где - единичный показатель конкурентоспособности по параметру;

 - значимость параметра;

n - число параметров, которые необходимо учитывать при определении показателя К.

Для базового товара (хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки): K = 27,60.

Для проектируемого товара (ржано-пшеничное хлебобулочное изделие ): К₁ = 31,4.

Показатель конкурентоспособности для ржано-льняного хлебобулочного изделия и изделия из ржаной обдирной муки

К_к = К₁ / К.

К_к = 31,40 / 27,60 = 1,14.

Так как показатель конкурентоспособности ржано-пшеничного хлебобулочного изделия с К_к> 1, можно предполагать, что такое изделие будет конкурентоспособным товаром на сложившемся сегодня рынке хлебобулочных изделий.

.2 Расчёт плана производства и реализации продукции

Объем производства продукции является важнейшим показателем работы любого предприятия. На его основе предприятие планирует количество и стоимость сырья, материалов, топлива и электроэнергии, используемых для технологических целей, обосновывает потребность в численности работников промышленно-производственного персонала, фонд заработной платы, определяет себестоимость продукции.

Расчёт производственной мощности

Под производственной мощностью понимают максимальную возможность выпуска продукции или максимальное количество перерабатываемого сырья в единицу времени.

) Расчёт фонда рабочего времени

Ф_РАБ.ВР. = 365 - (Т_К.Р. + Т_Т.Р. + Т_С.О.),

где Т_К.Р. - продолжительность капитального ремонта, сут; Т_К.Р.=30 суток;

Т_Т.Р. - продолжительность текущего ремонта, сут; Т_Т.Р. = 12 суток;

Т_С.О. - продолжительность санитарной обработки, сут; Т_С.О. = 3 суток;

Ф_РАБ.ВР. = 365 - (30 + 12 +3) = 320 суток.

2) Техническая норма производительности ведущей машины (тоннельная печь J4 PPP.2.1.18.9, производства Чехии). Для выпечки ржано-пшеничного хлебобулочного изделия запроектирована тоннельная печь J4 PPP.2.1.18.9, с размерами пода 11600х2100

Часовая производительность определяется по формуле:

Р_ч = , где

 - количество форм на тележке, шт;

g_хл - масса одного изделия, кг;

τ_вып - продолжительность выпечки, мин.

Суточная производительность (кг) определяется по формуле:

Р_сут = Р_ч×τ_раб , где

τ_раб - продолжительность работы печи на выпечку данного вида изделия.

Рсут = 213,60×23 = 4912,80 кг/сут.

Годовая производственная мощность (т/год) определяется по формуле:

М_год = Р_ч×τ_раб×Ф_раб.вр. = 213,60×23×320 = 1572,10 т/год

План производства и реализации продукции приведен в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - План производства и реализации ржано-пшеничного хлебобулочного изделия

Основное оборудование	Наименование хлебобулочного изделия	Кол-во рабочих часов, ч	Норма производительности, кг/ч	Суточная произ-ть, кг/сут	Кол-во рабочих суток, сут	Годовая выработка, т/год
Тоннельная печь J4 PPP.2.1.18.9	Ржано-пшеничное	23	213,60	4912,80	320	1572,10

.3 Расчёт калькуляции

.3.1 Расчёт материально-технического обеспечения

) Расчет количества сырья для производства хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки

Общее количество ржаной обдирной муки:

где В_ХЛ - выход хлеба, В_ХЛ = 146,10 %.

G_М = 1572,10 · 100 / 146,10 = 1076 т/год.

Расчет количества остального сырья:

где C_i - норма расхода сырья, %.

Количество дрожжей прессованных хлебопекарных:

Количество соли поваренной пищевой:

Количество масла растительного (на смазку форм)

2) Расчет количества сырья для производства ржано-пшеничного хлебобулочного изделия

Общее количество муки:

где В_ХЛ - выход хлеба, В_ХЛ = 146,80 %.

G_М = 1572,10 · 100 / 148,60 = 1058 т/год.

Количество ржаной обдирной муки:

G_М = 1058 · 70 / 100 = 740,60 т/год.

Количество пшеничной муки:

G_М = 1058 · 30 / 100 = 317,40 т/год.

Расчет количества остального сырья:

где C_i - норма расхода сырья, %.

Количество дрожжей прессованных хлебопекарных:

Количество соли поваренной пищевой:

Количество масла растительного:

) Транспортные расходы на сырье (тыс. руб./год)

При производстве хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки:

Т_РАСХ = С_С · 2 / 100,

где С_С - стоимость сырья, тыс.руб./год;

При производстве ржано-пшеничного хлебобулочного изделия :

Т_РАСХ = С_С · 2 / 100,

где С_С - стоимость сырья, тыс.руб./год;

Т_РАСХ = 82799,20· 2 / 100 = 1656 тыс.руб./год.

Материально-техническое обеспечение хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки приведено в таблице 4.4.

Материально-техническое обеспечение ржано-пшеничного хлебобулочного изделия представлено в таблице 4.5.

Таблица 4.4 - Материально-техническое обеспечение хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки

Выработка, т/год	1572,1
Выход изделия, %	146,1
Наименование сырья	Цена сырья, тыс.руб./т	Норма расхода сырья, %	Потребность в сырье, т/год	Стоимость сырья, тыс.руб./год
Мука ржаная обдирная	60	100	1076	64560
Дрожжи прессованные хлебопекарные	20,00	0,25	2,69	53,80
Соль поваренная пищевая	10	1,50	16,14	161,40
Масло растительное	40	0,15	1,614	64,56
Итого	-	-	-	64839,80
Транспортные расходы	-	-	-	1296,80
Итого	-	-	-	66136,60

Таблица 4.5 - Материально-техническое обеспечение ржано-пшеничного хлебобулочного изделия

Выработка, т/год	1572,10
Выход изделия, %	148,60
Наименование сырья	Цена сырья, тыс.руб./т	Норма расхода сырья, %	Потребность в сырье, т/год	Стоимость сырья, тыс.руб./год
Мука ржаная обдирная	60	70	740,60	44436
Мука пшеничная	120	30	317,40	38088
Дрожжи прессованные хлебопекарные	20	0,25	2,65	53
Соль поваренная пищевая	10	1,5	15,87	158,7
Масло растительное	40	0,15	1,587	63,48
Итого	-	-	-	82799,20
Транспортные расходы	-	-	-	1656
Итого	-	-	-	84455,20

.3.2 Расчет потребности и стоимости топлива (природный газ)

1)Расчет потребности в природном газе (м³/год)

_ГАЗ = М_ГОД · N_ГАЗ,

где N_ГАЗ - норма расхода газа на 1т продукции, м³/т;

_ГАЗ = 150 м³/т;

Q_ГАЗ = 1572,10 · 150 = 235815м³/год.

2) Стоимость газа на годовую выработку (тыс. руб./год)

_ГАЗ = (Q_ГАЗ · C_{ЕД. ГАЗ.}) / 1000,

где C_{ЕД. ГАЗ.} - цена за единицу газа,

C_{ЕД. ГАЗ.}= 362,24 руб/м³;

C_ГАЗ = 235815· 362,24 / 1000 = 854216,30 тыс.руб./год.

Потребность в газе и его стоимость приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Потребность в природном газе и его стоимость

Вид хлебобулочного изделия	Годовая производственная мощность, т/год	Норма расхода газа, м3/т	Потребность в газе, м3/год	Цена за единицу газа, руб./м3	Стоимость газа тыс.руб./год
Из ржаной обдирной муки	1572,10	150	235815	362,24	854216,30
Ржано-пшеничное	1572,10	150	235815	362,24	854216,30

4.3.3 Расчет потребности и стоимости электроэнергии на технологические нужды

1) Расчет потребности в электроэнергии (м³/год)

_{ЭЛ.ЭНЕРГ.} = М_ГОД · N_ЭЛ.ЭН.,

где N_ЭЛ.ЭН. - норма расхода электроэнергии на 1т продукции, кВт·ч/т;

_ЭЛ.ЭН = 150 кВт·ч/т;

Q_{ЭЛ.ЭНЕРГ.}= 1572,10 · 150 = 235815 кВт·ч/год.

2) Стоимость электроэнергии на годовую выработку (тыс. руб./год)

_{ЭЛ.ЭНЕРГ.ГОД} = (Q_{ЭЛ.ЭНЕРГ.} · C_{ЕД.ЭЛ.ЭН.}) / 1000,

где C_{ЕД.ЭЛ.ЭН.}- цена за единицу электроэнергии;

C_{ЕД.ЭЛ.ЭН.}= 3,80 руб./кВт·ч;

Q_{ЭЛ.ЭНЕРГ.ГОД.} = 235815 · 3,80 / 1000 = 896,10 тыс.руб./год.

Потребность в электроэнергии и её стоимость приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Потребность в электроэнергии и её стоимость

Вид хлебобулочного изделия	Годовая производственная мощность, т/год	Норма расхода электроэнергии, кВт·ч/т	Потреб-ность в электро-энергии, кВт·ч/год	Цена за единицу электро-энергии, руб/кВт·ч	Стоимость электроэнергии тыс.руб./год
Из ржаной обдирной муки	1572,1	150	235815	3,80	896,10
Ржано-пшеничное	1572,1	150	235815	3,80	896,10

.3.4 Расчет потребности и стоимости воды

1) Расчет потребности в воде на всю выработку продукции (м³/год)

_ВОДЫ = М_ГОД · N_ВОДЫ,

где N_ВОДЫ - норма расхода воды на 1т продукции, м³/т.

Для хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки:

_ВОДЫ = 0,60 м³/т.

Для ржано-льняного хлебобулочного изделия :

_ВОДЫ=0,60 м³/т.

Потребность воды рассчитаем для двух видов хлебобулочных изделий:

Q_ВОДЫ = 1572,10 · 0,60 = 943,30 м³/год.

2) Стоимость воды на годовую выработку (тыс.руб./год)

_ВОДЫ = (Q_ВОДЫ · C_{ЕД. ВОДЫ}) / 1000,

где C_{ЕД. ВОДЫ} - цена за 1 м³ воды;

_{ЕД. ВОДЫ}= 25,35руб./м³.

Расчет для хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки:

_ВОДЫ = (943,30· 25,35) / 1000 = 23,91 тыс.руб./год.

Расчет стоимости воды для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия:

_ВОДЫ = (943,30 · 25,35) / 1000 = 23,91тыс.руб./год.

Потребность в воде и ее стоимости приведены в таблице 4.8.

Таблица 4.8 - Потребность в воде и ее стоимость

Вид изделия хлебобулочного изделия	Годовая производственная мощность, т/год	Норма расхода воды, м³/т	Потребность в воде, м³/год	Цена за единицу воды, руб./м³	Стоимость воды тыс.руб./год
Ржано-пшеничное	1572,10	0,60	943,30	25,35	23,91
Ржано-пшеничное паровое	1572,10	0,60	943,30	25,35	23,91

4.3.5 Расчет годового фонда заработной платы промышленно-производственного персонала

Принимаем двухсменный график работы предприятия. Всего на предприятии при выработке данного изделия занято 4 бригады (по 5 человек). Занятость промышленно-производственного персонала при выработке данного вида изделия - 12 часов/смена.

Состав бригады, профессиональные разряды и тарифные ставки рабочих приведены в таблице 4.9.

Таблица 4.9 - Состав бригады и тарифные ставки рабочих, годовая общая заработная плата промышленно-производственного персонала

Профессия рабочего	Профессиональный разряд	Количество рабочих на выработку изделий в 1 смену	Тарифная ставка 1 рабочего за 1 час, руб.
Начальник смены	6	1	130
Тестовод	4	1	75
Дозировщик	4	1	60
Пекарь	5	1	85
Укладчик-упаковщик	3	1	55
Итого на всех рабочих, руб			405

)        Сумма тарифных ставок за 1 час (руб/ч)

åТ_СТАВ= 405 руб./ч.

2) Норма выработки (т/смена)

Н_ВЫРАБ = Р_ГОД / (Ф_РАБ.ВР. · n_СМЕН) ,

где Р_ГОД - годовая мощность, т/год;

Ф_РАБ.ВР.- фонд рабочего времени, суток;

n_СМЕН - количество смен;

Н_ВЫРАБ = 1572,10 / (2 · 320) = 2,46 т/смена.

3) Расчет сдельной расценки за 1 тонну продукции (руб/т)

Р_СД = åТ_СТАВ · Т_СМЕН / Н_ВЫРАБ,

Р_СД = 405 · 12 / 2,46 = 1975,60 руб/т.

4) Расчет сдельной заработной платы одной бригады (тыс. руб./год)

Сдельной заработной платой является заработная плата рабочей бригады за год.

З_СД = Р_СД · Р_ГОД / 1000,

З_СД = 1975,60 · 1572,10 / 1000 = 3105,80 тыс.руб./год.

5) Расчет суммы на общезаводские расходы (тыс. руб./год)

Р_{ОБЩЕЗАВ} = (3105,80 · 175) / 100 = 5435,20 тыс.руб./год.

6) Расчет обязательных взносов во внебюджетные фонды (тыс. руб./год)

 = (3105,80· 30) / 100 = 931,70 тыс.руб./год.

7) Расчет суммы прочих производственные расходов (тыс. руб./год)

 = (3105,80· 5) / 100 = 155, 30 тыс.руб./год.

) Расчет суммы внепроизводственных расходов (тыс. руб./год)

где  - производственная себестоимость изделия, тыс. руб./год.

Для хлебобулочного изделия из ржаной обдирной муки:

ПрС= 66136,60 + 854216,30 + 896,10+ 23,910 + 3105,80 + 5435,20 + + 931,70 + 155,30 = 930901 тыс.руб./год.

Р_{ВНЕПРОИЗВ} = (930901 · 5) / 100 = 46545,10 тыс.руб./год.

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия :

ПрС= 84455,20 + 854216,30 + 896,10+ 23,910 + 3105,80 + 5435,20 + + 931,70 + 155,30 = 949219,50 тыс.руб./год.

Р_{ВНЕПРОИЗВ} = (949219,50 · 5) / 100 = 47461 тыс.руб./год.

Расчет внепроизводственных расходов связан с реализацией продукции.

Результаты расчетов статей калькуляции приведены в таблице 4.10.

Таблица 4.10 - Калькуляция затрат на производство изделий

Наименование хлебобулочного изделия	Хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки		Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие
Статьи калькуляции	Затраты на 1572,10 т/год	Затраты на 1 тонну продукции	Затраты на 1572,10 т/год	Затраты на 1 тонну продукции
Стоимость сырья с транспортными расходами, тыс. руб.	66136,60	42	84455,20	53,70
Стоимость топлива, тыс. руб.	854216,30	543,36	854216,30	543,36
Стоимость электроэнергии, тыс. руб.	896,10	0,57	896,10	0,57
Стоимость воды, тыс. руб.	23,91	0,015	23,91	0,015
Расходы на оплату труда промышленно-производственного персонала, тыс. руб.	3105,80	1,98	3105,80	1,98
Общезаводские расходы, тыс. руб.	5435,50	3,46	5435,50	3,46
Сумма обязательных взносов во внебюджетные фонды, тыс. руб.	931,70	0,59	931,70	0,59
Прочие производственные расходы	155,30	0,10	155,30	0,10
Производственная себестоимость	930901	592,14	949219,50	603,80
Внепроизводственные расходы	46545,10	29,60	47461	30,19
Полная себестоимость, тыс. руб.	977446,10	621,75	996680,50	633,98

.4 Проектирование цен

) Оптовая цена (тыс. руб./т)

ОЦ = ПС + Р_ПРОД + НДС,

где ПС - полная себестоимость 1 т продукции, тыс.руб.;

Р_ПРОД - рентабельность продукции (15% от ПС);

НДС - налог на добавленную стоимость (10% от ПС).

Оптовая цена за 1 т продукции при выработке ржано-пшеничного хлебобулочного изделия:

ОЦ = 633,98+ 633,98 · 0,15 + 633,98 · 0,10 = 792,48 тыс.руб./т.

Оптовая цена за 1 т продукции при выработке ржано-пшеничного хлебобулочного изделия паровые:

ОЦ = 633,98+ 633,98 · 0,15 + 633,98 · 0,10 = 792,48 тыс.руб./т.

2) Торговая наценка (тыс. руб./т)

Торговая наценка составляет 10 % от оптовой цены за 1 т продукции.

ТН = 0,10 · ОЦ.

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия:

ТН = 0,10 · 792,48 = 79,24 тыс.руб./т.

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия паровые:

ТН = 0,10 · 792,48 = 79,24 тыс.руб./т.

3) Розничная цена 1 т изделия (тыс. руб./т)

РЦ = ОЦ + ТН.

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия:

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия паровые:

РЦ = 792,48 + 79,24 = 871,72 тыс.руб./т.

4) Розничная цена одного изделия массой 0,75 кг

РЦ_{1 ИЗДЕЛИЯ} = РЦ · g_ХЛ ,

где g_ХЛ - масса хлебобулочного изделия, кг.

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия:

РЦ_{1 ИЗДЕЛИЯ} = 871,72 · 0,10 = 87,17 руб

Для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия паровые :

РЦ_{1 ИЗДЕЛИЯ} = 871,72 · 0,10 = 87,17 руб

Планирование цен для ржано-пшеничного хлебобулочного изделия из и изделия из ржаной обдирной муки приведено в таблице 4.11.

Таблица 4.11 - Планирование цен

Наименование показателя	Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие	Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие паровые
Оптовая цена за 1 т, тыс.руб.	792,48	792,48
Торговая наценка за 1т,тыс.руб.	79,24	79,24
Розничная цена за 1 шт., руб.	87,17	87,17

.5 Расчет технико-экономических показателей

) Товарная продукция (тыс. руб./год)

ТП = ОЦ · М_ГОД.

Хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки:

ТП = 777,25 · 1572,10 = 1221914,70 тыс.руб./год.

Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие :

ТП = 792,48 · 1572,10 = 1245857,80 тыс.руб./год.

2) Прибыль (тыс. руб./год)

П = ТП - ПС.

Хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки:

П = 1221914,70 - 977446,10 = 244468,60 тыс.руб./год.

Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие :

П =1245857,80 - 996680,50 = 249177,30 тыс.руб./год.

3) Рентабельность (%)

Р = (П / ПС) · 100%.

Хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки:

Р = (244468,60 / 977446,10) · 100 = 25,00 %.

Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие :

Р = (249177,30/ 996680,50) · 100 = 25,0 %.

4) Затраты на 1 рубль товарной продукции (руб./руб.)

З = ПС / ТП.

Хлебобулочное изделие из ржаной обдирной муки:

З = 977446,10 /1221914,70 = 0,80 руб./руб.

Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие:

З = 996680,50/ 1245857,80 = 0,80 руб./руб.

Технико-экономические показатели производства приведены в таблице

Таблица 4.12 - Технико-экономические показатели производства

Наименование показателя	Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие	Ржано-пшеничное хлебобулочное изделие паровое
Производственная программа, т/год	1572,10	1572,10
Товарная продукция, тыс. руб./год	1245857,80	1245857,80
Полная себестоимость, тыс.руб./год	996680,50	996680,50
Затраты на 1 рубль товарной продукции, коп.	80	80
Прибыль, тыс. руб./год	244468,60	249177,30
Рентабельность, %	25	25
Конкурентоспособность	-	1,14

.6 Выводы по экономической части

Анализ экономических параметров показал, что розничная цена хлебобулочного изделия из смеси ржаной и пшеничной муки произведенной паровым способом аналогична цене ржано-пшеничного хлебобулочного изделия, произведенного обычным способом и составляет 87,17 рубля. Данное изделие при правильном позиционировании на рынке и успешной рекламной кампании должно пользоваться успехом у потребителя, что доказывает и проведенный анализ конкурентоспособности. Мероприятия по продвижению данного товара на рынок могут включать выпуск рекламных материалов с описанием профилактических антиоксидантных свойств изделия, дегустацию продукта в магазинах, публикации в отраслевых изданиях. Прибыль при производстве хлебобулочного изделия из ржано-пшеничного хлебобулочного изделия составила 244468,60 тыс.руб./год, а при производстве ржано-пшеничного хлебобулочного изделия паровое 249177,30 тыс. руб./год, что на 2 % больше.

5. Охрана труда и окружающей среды

5.1 Роль охраны труда и окружающей среды

В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности большое внимание уделяют вопросам охраны труда работающих и защите окружающей среды от вредных воздействий производственных факторов.

Охрана здоровья людей, работающих в разных отраслях промышленности, путём создания безопасных и благоприятных для человека условий труда является основной задачей охраны труда. В этой области предусмотрено внедрение организационных вопросов, технических мероприятий и средств, предотвращающих попадание работающих в опасную зону и снижающих уровень вредных факторов ниже предельно-допустимых. Разработка охраны труда способствует снижению утомляемости работников на производстве и ведет к повышению производительности труда.

Под охраной труда понимается система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда[7].

При поведении научно-исследовательских работ также необходимо предусматривать безопасные условия труда. Устройство лаборатории должно соответствовать санитарным нормам проектирования промышленных предприятий.

Данная научно-исследовательская работа выполнялась в лаборатории кафедры "Технология хлебопекарного и макаронного производств" Московского Государственного Университета Пищевых Производств. Лаборатория площадью 72 м² расположена на первом этаже главного корпуса университета и включает в себя помещение, занятое приборами, необходимыми для проведения опытов, лабораторию и два подсобных помещения. При проведении работы в лаборатории выполняется ряд требований, которые включают в себя требования к размещению и эксплуатации оборудования, приборов, а также конкретные мероприятия, необходимые при проведении экспериментов.

В помещениях лаборатории следят за температурой, влажностью и подвижностью воздуха рабочей зоны; за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны; за вентиляцией; освещением рабочих мест; шумом и вибрацией; электробезопасностью; пожарной безопасностью; безопасностью при работе со стеклянной посудой.

5.2 Требования по охране труда к помещению лаборатории

Требования по охране труда обязательны для выполнения во всех производственных и учебных лабораториях, занимающихся исследованиями пищевых продуктов. Данные требования устанавливаются рядом нормативных документов, перечисленных ниже.

5.2.1 Микроклимат в помещении лаборатории

СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений" устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к температуре, влажности и скорости движения воздуха.

Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений с учетом интенсивности энергозатрат работающих, избытков тепла времени выполнения работы и периодов года.

Работа в лаборатории производится сидя, стоя или связана с ходьбой, требует систематического физического напряжения, поднятия и переноски мелких изделий весом до 1кг. (затрат энергии до 232 Вт). Такая работа по энергозатратам относится категории работ IIа. Данные по оптимальным параметрам микроклимата в лабораторном помещении представлены в таблице 5.1[48].

Таблица 5.1 - Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Период года	Категория работ по энергозатратам, Вт	Температура воздуха, ° С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха не более, м/с
Холодный	IIа(175-232)	19-21	60-40	0,2
Теплый	IIа(175-232)	21-25	60-40	0,2

В лаборатории кафедры хлебопекарного производства в холодный период года температура поддерживается на уровне 21°С, в теплый 24°С. В теплый период года для поддержания оптимальных параметров, таких как температура воздуха, используют естественную вентиляцию помещений. В холодный период года для поддержания оптимальных величин температуры воздуха применяется отопление.

5.2.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливается в соответствии с ГН 2.2.5.1313-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны". Правильные решения этих вопросов помогут в значительной степени снизить риск возникновения производственно обусловленной заболеваемости [10].

Кислоты и щелочи попадая на кожу человека, вызывают ожоги, а также вызывают поражения глаз.

Основным сырьем в данной исследовательской работе являлась мука пшеничная высшего сорта. Мучная пыль отрицательно влияет на дыхательные пути человека, если частицы задерживаются в верхних дыхательных путях, то развиваются бронхиты пылевой этиологии. При работе в лаборатории применяются и химические соединения.

К ним относятся едкие щелочи. Щелочи натрия и калия способны поражать и раздражать кожу человека и слизистую оболочку.

Таблица 5.2 - Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Наименование веществ	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Агрегатное состояние
Пыль мучная	6	IV	-
Щелочь (NaOH, KOH)	0,5	II	Аэрозоль
Соляная кислота	5	II	Жидкое и газообразное состояние

Для соблюдения ПДК вредных веществ в лаборатории необходим воздухообмен. Санитарно-гигиенические условия в лаборатории в наибольшей степени зависят от эффективности вентиляционных установок.

Санитарно-гигиенические условия в лаборатории в наибольшей степени зависят от эффективности вентиляционных установок. Для оценки эффективности достаточно установить, обеспечивает ли вентиляция заданный метеорологический режим и чистоту воздуха в помещении и на рабочих местах.

Цель вентилирования - удаление загрязненного воздуха и обеспечение притока чистого воздуха, с тем, чтобы достичь концентрации вредных веществ, неопасных для человека, а также обеспечение нормируемых показателей температуры и влажности.

Для обеспечения здоровых условий труда в лаборатории воздухообмен должен быть не менее 30 м³ воздуха в час при кубатуре помещения на одного работающего меньше 20 м³.

.2.3 Вентиляция

Для соблюдения ПДК вредных веществ в лаборатории необходим воздухообмен. Санитарно-гигиенические условия в лаборатории в наибольшей степени зависят от эффективности вентиляционных установок. Для оздоровления воздуха в помещении используется вентиляция.

В лаборатории применяется общеобменная вентиляция, которая включает естественную (через форточки в окнах помещения) и искусственную (приточно-вытяжную с помощью вентиляторов) систему вентиляции.

Фактический воздухообмен в помещении лаборатории соответствует норме и составляет 25 м³/ч воздуха на каждого рабочего.

Вентиляция, осуществляемая в лаборатории, является:

·        по способу перемещения воздуха - естественной принудительной;

·        по организации воздухообмена - приточно-вытяжной.

Общеобменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условий и параметров воздушной среды (температуры, влажности) во всём объёме помещения, главным образом в его рабочей зоне (1,5-2,0 м от пола), когда вредные вещества распространяются по всему объёму помещения и нет возможности (или нет необходимости) их уловить в месте образования.

Расчёт производительности общеобменной вентиляции L, обеспечивающей удаление теплоизбытковQ_ИЗБ из помещения и поддержания минимально допустимой температуры воздуха в рабочей зоне t_Р.З., на постоянных рабочих местах с работой категории Iб, которая согласно санитарным нормам равна 22ºС. Пусть тепловыделения в помещении от приборов и оборудования Q_об. равны 30000 Вт, а теплопотери через наружные ограждения составляют Q_н.о.15000 Вт. Плотность воздуха ρ 1,25кг/м³.

Количество теплоизбытков:

Q_изб = Q_об. - Q_н.о. = 30000 - 15000 = 15000 Вт.

Температура удаляемого воздуха:

t_ух = t_р.з. + 3 = 22 + 3 = 25ºС.

Температура поступающего воздуха:

t_пр = t_р.з. - 5 = 22 - 5 = 17ºС.

Производительность общеобменной вентиляции:

L=3,6 · Q_ИЗБ / (ρ · (t_УХ - t_ПР)) = 3,6 · 15000 / (1,25 · (25 - 17)) = 5400 м³/ч.

Рассчет эффективности фильтра, необходимого для снижения содержания пыли в выходящем воздухе до Ск = 25мг/м³. Для предупреждения поступления в производственное помещение пыли в количестве 0,5 кг/ч от производственного оборудования установлена аспирационная система производительностью L_a = 2000 м /ч с пылеулавливающим фильтром.

η= (С_н-С_к) / (С_н*0,01)

С_н = М* 10⁶/L_a

С_н = 0,5 * 10⁶/ 2000 = 250 мг/м³

η = (250 -25) / (0,01 * 250 )= 90%

Эффективность фильтра - 90%.

.2.4 Освещение рабочих мест

Существенным показателем условий труда является рационально устроенное освещение. Освещение рабочих мест регламентируется СНиП 23-05-95^*"Естественное и искусственное освещение" [58].

Правильно выполненная система освещения играет существенную роль в снижении производственного травматизма, уменьшая потенциальную опасность многих производственных факторов, создаёт нормальные условия работы, повышает общую работоспособность.

Правильно устроенное освещение создает достаточную и равномерную нагрузку зрению, не оказывает слепящего действия, чрезмерной яркости и блеклости в поле зрения работающего.

Недостаточное освещение может привести к профессиональным заболеваниям, например, таким, как прогрессирующая близорукость.

В лаборатории используется естественное освещение, бокового типа через оконные проемы, а также искусственное равномерное освещение общего типа.

Таблица 5.3 - Нормы освещения согласно СанПиН 23-05-95^*

№п/п		Класс точности
1	Характеристика зрительной работы, выполняемой в лаборатории	Высокой точности
2	Наименьший размер объекта различения, мм	0,3-0,5
3	Разряд зрительной работы	III
4	Под-разряд зрительной работы	в
5	Освещенность при искусственном общем освещении, лк	300
6	Коэффициент естественного освещения (при совмещенном освещении), %	1,2
7	Контраст с фоном	Средний
8	Характеристика фона	Средний

Фактическая освещенность на всех рабочих местах в лаборатории соответствует нормативам.

.2.5 Борьба с шумом и вибрацией

Шум и вибрация являются раздражителями общебиологического действия, вызывающими общее заболевание организма человека. Длительное воздействие шума не только снижает остроту слуха, но и расшатывает периферическую и центральную нервные системы, нарушают деятельность сердечно-сосудистой системы [33,45,46].

Для проведения работы были использованы приборы и оборудование, которые являются источником шума. Это такие приборы как тестомесильная машина, холодильник, электродвигатель для осуществления вращения пода хлебопекарной печи.

Согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки" [45] допустимые уровни звука в лаборатории с шумным оборудованием, являющееся источником шума, не должны превышать 75 дБА.

В лаборатории фактический уровень шума от перечисленных выше источников соответствует нормам вследствие правильной эксплуатации оборудования.

С целью уменьшения шума в машинах необходимо предусмотреть систематическую смазку и своевременную замену изношенных деталей, балансировку движущихся деталей, применение прокладных материалов в соединениях. К техническим мероприятиям относятся звукопоглощение и звукоизоляция.

Гигиенические характеристики вибрации содержатся в СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданий". В лаборатории вибрация - местная и общая, но эти вибрации незначительные, так как оборудование (печь, тестомесильная машина) маломощное, работает периодически. Для лаборатории корректированное значение вибрационной скорости составляет 92 дБ[46].

5.2.6 Электробезопасность

В процессе проведения исследований использовались следующие электрические приборы и электроустановки: тестомесильная машина, термостаты, расстойный шкаф, печь, весы, СЭШ, ПИВИ, Пенетрометр АП-4/1. Правила эксплуатации этих приборов должны соответствовать требованиям ПУЭ "Правила устройства электроустановок" [33,12,36,].

Согласно ПУЭ помещение по отношению поражения человека электрическим током относится к помещениям особо опасные, если присутствуют два условия, создающие повышенную опасность. В помещении лаборатории к таким условиям относится наличие токопроводящих полов (кафельный пол), и одновременное прикосновение человека к металлическому корпусу электрооборудования с одной стороны и к имеющемуся соединяющейся с землей металлической конструкции здания с другой.

Электрощиты с предохранителями расположены вне лаборатории.

Электрические приборы и оборудование работают под напряжением 220В. Корпуса и токоведущие элементы электроустановок заземлены. Допустимое сопротивление заземления, согласно ПУЭ, 4 Ом [12].

Для избежание поражения электрическим током следует:

         проверить заземление перед включением;

         во избежание короткого замыкания все токоведущие части должны быть сухими;

         нагревающиеся части приборов изолируются;

         проводят зануление;

         изолируются токопроводящие части прибора;

         аварийное отключение.

Приборы по способу защиты от поражения электрическим током (ГОСТ 12.2.007-75 "ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности"[12]):

электрические весы - I класс, изделие, имеющие рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания;

электрическая печь - II класс, изделия, имеющие двойную или усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления.

Лабораторная тестомесильная машина имеет устройство для надёжного крепления дежи, а также съёмную крышку с электроблокировкой, обеспечивающей невозможность работы машины при снятой крышке.

Лабораторная электропечь оснащена приборами для контроля и регулирования температуры внутри пекарной камеры и контроля исправности нагревательных элементов. При работе электропечи посадочная дверца закрыта на запор. Наблюдение за ходом процесса выпечки проводится только через смотровое окно. При посадке форм в печь и выемке их из печи необходимо пользоваться защитными рукавицами.

После окончания работы приборы отключают от электросети, очищают рабочие поверхности. В случае возгорания проводов или электрических установок, необходимо их немедленно обесточить и погасить огонь.

Для повышения электробезопасности в лаборатории необходимо регулярно аттестовать электрооборудование и электрическую проводку, также необходимо проводить инструктаж сотрудников лаборатории.

.2.7 Пожарная безопасность

Мероприятия по предотвращению пожаров и взрывов являются составной частью мер по обеспечению безопасных условий труда.

Согласно НПБ 105-03 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной опасности" лаборатория относится к помещениям категории В - пожароопасное, так как в лаборатории находятся горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом гореть[32,44,47].

Лаборатория в соответствии со СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" относится ко II степени огнестойкости здания. Конструкция здания относится к трудносгораемым, состоит из трудносгораемых материалов - кирпичная кладка, плиты.

В соответствии со степенью огнестойкости здания минимальный предел огнестойкости основных строительных конструкций представлен в таблице 5.4.

Таблица 5.4 -Минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций

Степень огнестой-кости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
	Несущие элементы здания	Наружные стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий		Лестничные клетки
				Настилы (в том числе с утепли-телем)	Фермы, балки, прогоны	Внут-ренние стены	Марши и пло-щадки лестниц
II	R90	RЕ15	RЕI 45	RЕ15	R 15	RЕ190	R60

Лаборатория должна быть оснащена средствами пожаротушения и противопожарным инвентарем: химическим огнетушителем ОХП-10; углекислым огнетушителем ОУ-5; лопатами железными или совками; ящиком с сухим песком; кошмой войлочной или из асбестового волокна.

Средства для тушения пожара необходимо держать в определенных и доступных местах в полной исправности.

Согласно СНиП 21-01-97 расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода в пятиэтажных зданиях категории В со II степенью огнестойкости здания должна составлять не более 75 м.

При возникновении пожара огонь в зависимости от источника возгорания целесообразно гасить следующими средствами:

·        при возгорании жидкостей, смешивающихся с водой - любым огнетушителем, струей воды, песком, асбестовыми или суконными материалами;

·        при возгорании жидкостей, не смешивающихся с водой, огонь гасят углекислотными порошкообразными огнетушителями, песком, с помощью одеял. Применение воды категорически запрещено;

·        при возгорании электроприборов, проводов, находящихся под напряжением, их следует в первую очередь обесточить, затем тушить углекислотным огнетушителем ОУ-5;

·        горящие деревянные части гасят любыми огнегасящими средствами.

Во избежание взрывоопасной концентрации пыли проводится плановая влажная уборка. При случайных проливах легковоспламеняющихся жидкостей и воспламенении их выключаются горелки, нагревательные приборы, снабженные общим выключателем. Место воспламенения засыпается песком.

Не допускается хранение около рабочего места большого количества легковоспламеняющихся жидкостей и веществ. При воспламенении жидкостей тушить их водой можно только в том случае, если жидкость в воде растворима.

Эвакуация людей в случае возникновения пожара осуществляется в соответствии с планом эвакуации, расположенным на стенде при выходе из лаборатории. При возникновении пожара также используют звуковую сигнализацию, телефонную связь.

Для внешнего пожаротушения предусмотрен производственно-противопожарный водопровод.

5.3 Правила безопасности работы в лаборатории

5.3.1 Организация рабочего места

Основная экспериментальная работа в лаборатории проводилась за рабочим столом. Кроме рабочего стола в лаборатории находятся письменный и титровальный столы.

Каждый работающий в лаборатории должен быть одет в халат.

На рабочем месте имеется необходимая химическая посуда, при этом небольшие количества химических веществ хранятся в специальных ёмкостях.

Основные правила содержания рабочего места:

·        нельзя загромождать рабочее место;

·        посуду и оборудование следует содержать чистыми;

·        по окончании работы, перед уходом из лаборатории рабочее место необходимо привести в порядок.

Средства для тушения пожара находятся в специально отведенных местах в полной исправности. В лаборатории имеется аптечка с необходимым набором медикаментов. Напорные краны водопроводов и газопроводов на рабочих местах и в шкафу располагаются у передних краев и установлены таким образом, чтобы избежать возможного случайного открывания.Эти правила постоянно соблюдаются работниками лаборатории и не нарушались нами во время проведения данной научно-исследовательской работы.

.3.2 Правила безопасности работы со стеклянной посудой

При проведении данной научно-исследовательской работы использовались мерные стаканы, мерные цилиндры, колбы, бюретки, пипетки. Вся стеклянная посуда должна содержаться в чистоте.

При работе со стеклянной посудой возможны механические травмы. Во избежание травм необходимо помнить:

         посуду и стеклянные приборы держать в руках осторожно, не сжимая сильно пальцами;

         нельзя резко ставить на стол посуду, особенно если он покрыт керамикой;

         пробирки необходимо ставить в подставки;

         при мытье посуды ершами следует быть осторожными, так как легко пробить дно и стенки посуды;

         разбавление веществ, сопровождающихся выделением тепла и кипячением жидкостей, проводят в термостойкой посуде;

         -при притирке пробок их нельзя проворачивать и надавливать на них;

         -при переливании жидкостей необходимо пользоваться воронкой;

         -нельзя пользоваться треснувшей посудой;

         -треснувшую или битую посуду не используют, а выбрасывают в корзину для битого стекла.

В случае разбивания стеклянной посуды надо осторожно и аккуратно собрать все осколки и выбросить в специальные места. Находившееся вблизи от осколков любое сырье и полуфабрикаты не могут быть использованы для выпечки хлеба.

5.3.3 Правила безопасности при работе с химическими реактивами

Сотрудники, лаборанты, студенты, практиканты лаборатории имеют халаты, предохраняющие от порчи и загрязнения одежды. Также имеются перчатки, необходимые при работе с веществами, которые могут вредно воздействовать на кожу. В лаборатории имеется инструкция по технике безопасности с учетом специфики работы.

В лабораторной посуде категорически запрещается оставлять реакционные жидкости без соответствующей этикетки.

Едкие жидкости запрещается набирать ртом через пипетки - пользуются резиновыми грушами. При разбавлении концентрированной серной кислоты приливают тонкой струей кислоту в воду, а не наоборот.

При смешивании веществ, сопровождающихся выделением тепла, пользуются только толстостенной химической или фарфоровой посудой.Горючие и легковоспламеняющиеся жидкости не нагревают на открытом огне или вблизи огня на сетке в открытых сосудах. Такие жидкости нагревают и отгоняют на водяной бане с электрообогревом токоведущими частями.

Ртутные приборы и аппараты расположены вдали от дверей, проходов, отопительных и нагревательных приборов. Переносимые ртутные приборы и аппараты устанавливают на эмалированных противнях.

Хранение, учет и расходование вредных веществ проводятся согласно официально установленной инструкции.

5.3.4 Оказание первой медицинской помощи при несчастных случаях

В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи - порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами, газообразными веществами и парами некоторых веществ, а также отравления и поражения электротоком.

Для оказания первой медицинской помощи в лаборатории имеются бинты, гигроскопическая вата, 3%-ный раствор йода, 2%-ный раствор борной кислоты, 3%-ный раствор уксусной кислоты, 3%-ный раствор двуугле6кислого натрия, клей БФ-6.

При ранениях стеклом его осколки удаляют из раны, смазывают ее йодом и перевязывают пораженное место.

При термических ожогах 1 и 2 степени обоженное место присыпают двууглекислым натрием или делают примочку из 2%-ного раствора двууглекислого натрия или 5%-ного раствора марганцево-кислого калия.

При ожогах химическими веществами пораженный участок кожи промывают большим количеством воды и делают примочку: при ожогах кислотами - из 2%-ного содового раствора, а при ожогах щелочами - из слабого раствора уксусной кислоты.

При поражении человека электрическим током в первую очередь освобождают его от источника тока и в зависимости от степени поражения оказывают помощь: обеспечивают покой, делают массаж сердца, проводят искусственное дыхание.

Во всех серьезных случаях необходимо немедленно обратиться к врачу и вызвать скорую помощь [7].

.4 Охрана окружающей среды

В последнее время большое внимание уделяется охране окружающей среды, загрязняемой выбросами в атмосферу, сбросами сточных вод, твердыми отходами. Поэтому согласно Федеральному закону от 10 января 2002 года № 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" одной из задач, стоящих перед любыми предприятиями, является оптимизация технологических процессов с учетом минимального ущерба окружающей среды и здоровья человека.

Лаборатория является источником загрязнения окружающей среды. В лаборатории используют различные реактивы, материалы, загрязняющие среду, и образуются твердые отходы [21].

К вредным выбросам, при проведении испытания, в лаборатории относится мучная пыль, которая поступают в атмосферу без очистки.

Отходами при проведении данных исследований являются:

         сход сита при просеивании муки;

         тесто, оставшееся после разделки;

         проанализированный и исследованный хлеб.

Бытовые отходы собираются в специальную корзину, а затем в контейнер с бытовым мусором, который находится во дворе, откуда вывозятся на утилизацию. Остатки теста запекают, собирают в отдельную тару в месте с исследованным хлебом и сходом с сита используют на корм животным. Отработанные люминесцентные лампы хранят в специальных контейнерах, а затем реализуют на предприятиях по их обезвреживанию и переработке. Разбитая посуда собирается в специально отведенные контейнеры, а затем вывозится на предприятия по переработке.

Выводы

На основании проведенных комплексных исследований, направленных на определение параметров приготовления хлебобулочных изделий из смеси пшеничной и ржаной муки в атмосфере нагретого пара установлено следующее:

         На основании результатов органолептических показателей установлена рецептура теста для паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки. Соотношение ржаной и пшеничной муки 70:30, в качестве подкисляющей добавки использован "Аграм" белый.

2.      Определена рациональная продолжительность брожения теста из смеси ржаной и пшеничной муки для паровых хлебобулочных изделий, которая составила -90мин.

3.  По показателям высоты, диаметра, расчетной величины формоустойчивости установлена рациональная продолжительность расстойки тестовых заготовок для хлебобулочных изделий, приготовленных в атмосфере нагретого пара, которая составила 30 мин.

4.      Установлена рациональная продолжительность термообработки ржано-пшеничных ТЗ в атмосфере нагретого пара, которая составила -30мин.

.        С увеличением длительности тепловой обработки происходит увеличение массы готовых изделий, за счет сорбции водяного пара.

.        По мере увеличения длительности тепловой обработки происходит увеличение объема готовых изделий на 30%.

.        Готовые изделия имеют мелкопористую структуру, которая незначительно изменяется с увеличением продолжительности термической обработки.

8.  Произведен расчет и разработана технологическая схема производства паровых хлебобулочных изделий из смеси ржаной и пшеничной муки.

9.      Анализ экономических параметров показал, что розничная цена хлебобулочного изделия из смеси ржаной и пшеничной муки произведенной паровым способом аналогична цене ржано-пшеничного хлебобулочного изделия, произведенного обычным способом и составляет 87,17 рубля. Прибыль при производстве хлебобулочного изделия из ржано-пшеничного хлебобулочного изделия составила 244468,60 тыс.руб./год, а при производстве ржано-пшеничного хлебобулочного изделия паровое 249177,30 тыс. руб./год, что на 2 % больше.

.        Разработанная технология разработана с учетом норм по охране труда и окружающей среды.

Список использованной литературы

.Ауэрман, Л.Я. Технология хлебопекарного производства [Текст]: Учебник для вузов./ Л.Я. Ауэрман - СПб.: Профессия, 2002. - 416с., ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).-ISBN 5-93913-032-1.

.Ауэрман, Л.Я. Процесс выпечки хлеба [Текст]/ Л.Я. Ауэрман, А.В. Лыков, А.С.Гинзбург - М.: Пищепромиздат, 1948.-219с.

.Афанасьева, О.В. Микробиология хлебопекарного производства [Текст]/ О.В. Афанасьева - СПб.: Береста, 2003.-217с.

.Азаров, Б.М. Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприятий [Текст]/ Б.М. Азаров, А.Т. Лисовенко, С.А. Мачихин - М.: Агропромиздат, 1986.-263с.

.Блохина, Н.И. Совершенствование методов определения и исследования содержания и свойств клейковины в хлебопекарной пшеничной муке отдельных сортов [Текст]/ Н.И. Блохина Дисс. канд. техн. Наук. - Москва, 1972. - 170с.

.Богданов, В.П. Определение дисульфидных и сульфгидрильных групп в запасных белках пшеницы [Текст]/ В.П. Богданов, Г.Н. Вуколова, А.Г. Груздев, А.Б. Вакар// Прикладная биохимия и микробиология, том XVI, 1980.-127-137с.

.Брязун, В.А. Обобщенный подход к определению продолжительности выпечки [Текст]/ В.А. Брязун - М.: Пищевая промышленность на пороге XXI в. Ч.2., 1996.- С.16-18.

.Брязун, В.А. Об особенностях первого периода выпечки нарезных батонов из пшеничной муки высшего сорта [Текст]/ В.А. Брязун, М.Ф. Аднодворцев, А.М. Аднодворцев // Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2007. - № 10. - С. 8-9.

.Гинзбург, А.С. Теплофизические основы процесса выпечки [Текст]/ А.С. Гинзбург .- М.: Пищепромиздат, 1955.-474с.

.Дробот, В.И. Повышение качества хлебобулочных изделий [Текст]/ В.И. Дробот - Киев: Техника. - 1984. - 192 с.

.Дубцова, Г.Н. Сухая пшеничная клейковина - эффективная добавка для повышения качества муки и хлебобулочных изделий [Текст]/ Г.Н. Дубцова - М.: Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2005. - №9. - С.16 -18.

. Егоров, Г.А. Вода в пищевых продуктах [Текст]/ Г.А. Егоров - М.: 2007. - 50 с.

.Пучкова, Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства [Текст]/ Л.И. Пучкова - СПб.: ГИОРД, 2004. - 260с.

.Кретович, В.Л. Биохимия зерна и хлеба [Текст]/ В.Л. Кретович - М.: Наука, 1991.-136с.

. Кульман, А.Г. Коллоиды в хлебопечении [Текст]/ А.Г. Кульман - М.: Пищепромиздат, 1953.

. Козьмина, Н.П. Биохимия зерна и продуктов его переработки [Текст]/ Н.П. Козьмина - М.: "Колос", 1976.- 374с.

. Козьмина, Н.П. Биохимия хлебопечения [Текст]/ Козьмина Н.П. - М.: Пищевая промышленность, 1971.-440с.

.Колпакова, В.В. Сухая пшеничная клейковины - эффективный улучшитель муки [Текст]/ В.В. Колпакова, Т.А. Юдина, С.Е. Севериненко, С. Ванин // Хлебопродукты. - 2006.-№10.-С. 49-53.

. Конюхов, В.Ю. Коллоидные основы пищевых производств [Текст]: Учебник для студентов технологических специальностей пищевых производств / В.Ю. Конюхов, К.И. Попов - М.: ИК МГУПП, 2001.- 226 с.

. Лисовенко, А.Т. Процессы выпечки и тепловые режимы в современных хлебопекарных печах [Текст]/ А.Т. Лисовенко- М.: Пищевая промышленность, 1976.-213с.

.Маклюков, И.И. Промышленные печи хлебопекарного и кондитерского производства [Текст]/ И.И.Маклюков, В.И.Маклюков - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.-272с.

. Матвеева, И.В. Биотехнологические основы приготовления хлеба [Текст]/ И.В. Матвеева, И.Г. Белявская - М.: ДеЛипринт, 2001.- 150с.

.Мелькина, Г.М. Введение в технологию продуктов питания. Лабораторный практикум [Текст]/ Г.М. Мелькина, О.М. Аношина, Л.А. Сапронова и др. - М.: Колос, 2005.-248с.

. Молодых Н.Н., Солодкова Т. И., Кружкова Р. В. Методические указания к выполнению организационно экономической части дипломного проекта студентом специальности 260202 "Технология хлеба,кондитерских и макаронных изделий".-М.:Издательский комплекс МГУПП,2006.-31с.

. Нечаев, А.П. Пищевая химия [Текст]/ А.П. Нечаев, С.Д. Траубенберг, Л.А. Кочеткова и др.- Изд. 3-е - Спб.: ГИОРД, 2004. - 640 с.

. Николаев, Б.А. Зависимость объемного выхода хлеба от структурно-механических свойств теста и содержания сырой клейковины [Текст]/ Б.А. Николаев, Н.И. Архангельская, Г.Т. Кунуркульжаева и др. //Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1987. - №1. - С.35-37.

. Николаев, Б.А. Структурно-механические свойства мучного теста [Текст]/ Б.А. Николаев- М.: Пищевая промышленность. 1976. - 245 с.

.Пруидзе, Э.Т. Применение СВЧ-энергоподвода для улучшения хлебопекарных свойств дефектного зерна [Текст]/ Э.Т. Пруидзе, Л.Я. Ауэрман, Ю.К. Губиев и др. // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1984. - №1. - С. 20-22.

. Панова З.Г., Трофимов В.Г., методические указания по выполнению раздела "Охрана окружающей среды в дипломных НИР".- М.: Издательский комплекс МГУПП , 2005.- 43с.

. Ползунова, Н.И. Исследование распределения влажности в пшеничных батонах и совершенствование и разработка методов ее определения [Текст]: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Н.И. Ползунова - Москва, 1979.-175с.

.Пучкова, Л.И. Определение готовности пшеничного теста к расстойке [Текст]/ Л.И. Пучкова, И.Д. Щеголева //Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1985. - №2. - С. 29-31.

.Пучкова, Л.И. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий. Часть I. Технология хлеба [Текст]: Учебник для вузов./ Л.И. Пучкова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева - СПб.: ГИОРД, 2005. - 559с.: ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).-ISBN 5-901065-83-2.

. Пучкова Л.И., Гришин А.С., Шаргородский И.И., Черных В.Я. ,Проектирование хлебопекарных предприятий с основами САПР .-М.: Колос, 1993.-224 с.

.Хромеенков, В.М. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик [Текст]/ В.М. Хромеенков - СПб.: ГИОРД, 2002. - 496 с.

. Цыганова, Т.Б. Технология хлебопекарного производства [Текст]/ Т.Б. Цыганова - М.: ПрофОбрИздат, 2001. - 428с.

.Черных, В.Я. Реологическое поведение модельных систем, содержащих крахмал и клейковину [Текст]/ В.Я. Черных, М.А. Ширшиков, А.С. Максимов //Хранение и переработка сельхоз сырья. - 2003. - №3. - С.7-10.

38.Bushuk, W. Distribution of water in dough and bread [Text] Baker′s Dig, 1966, 40:38-40.

.Bushuk, W., Mehrotra, V.K. Studies of water binding by differential termal analysis. I. Dough studies using the boiling mode [Text] Cereal Chemistry, 1997, 54:311-320.

.Chen, P.L., Long, Z., Ruan, R., Labuza, T.P. Nuclear magnetic resonance studies of water mobility in bread during storage [Text] Food science and Technology, 1997, 30, 178-183.

.Engelsen, S.B., Jensen, M.K., Pedersen, M.T., Norgaard, L., Munck, L. NMR baking and multivariate predication of instrumental texture parameters in bread [Text] Journal of Cereal Science, 2001, 33, 59-69.

.Humphris, A.D.L., McMaster, T.J., Miles, M.J., Gilbert, S.M., Shewry, P.R., Tatham, A.S. Atomic force microscopy (AFM) study of interactions of HMW subunits of wheat glutenin [Text] Cereal Chem., 2000, 77, 107-110.

44.RU 2007919 от 1994.02.28, Попылицын М.Ю., Мартазан В.А.

.RU 95106750 МПКб А21Д8/02, 20.03.1997, Ермоленко В.И., Рахимов Р.Х., Свешников П.Г.

.RU 2175838 МПК7 А21Д8/06 Попов В.П., Касперович В.П., Сидоренко Г.А., от 20.11.2001.

47.Ruan, R., Almaer, S., Huang, V.T., Perkins, P., Chen, P.L., Fulcher, R.G. A relationship between firming and water mobility in starch-based food systems during shelf life [Text] Cereal Chemistry, 1995, 73, 328-332.

.Umbach, S.L., Davis, E.A., Gordon, J., Callaghan, P.T. Water self-diffusion corfficients and dielectric properties determined for starch-gluten-water mixtures heated by microwave and by convectional methods [Text] Cereal Chemistry,1992, 69(6), 637-642.

.Walker, C.E. Baking hot [Text] European Baker, 1999, May/June, 40-48.

. Wang, X., Choi, S.-G., Kerr, W.L. Water dynamics in white bread and starch gels as affected by water and gluten content [Text] Lebensm.-Wiss.u.-Technol., 2004, 37, 377-384.