Н. А. Березина 1 *, И. А. Никитин 2, Е.В. Хмелева 1, Н. В. Глебова 1 и Н. А. Макарова 1

особености

1 Орловски държавен университет на името на И. С. Тургенев, 302026 Орел, Русия
2 Московски държавен университет по технологии и управление на името на К. Г. Разумовски (Първият казашки университет), 109004 Москва, Русия

Изследван е въглехидратно-амилазен комплекс от брашна от ечемик, ориз, елда и просо. За зърненото и псевдозърнестото брашно се посочва, че е термостабилно. Неговото желатинизиране и втечняване отнема дълъг период. Добавянето на средно ръжено брашно като наличен и евтин източник на амилолитични ензими ускорява и увеличава втечняването на желатинизираната маса. Установено е, че характеристиките на нишестения компонент на зърненото и псевдозърнестото брашно изискват увеличаване на времето за приготвяне на предварително желатинизираното брашно. Моно- и дизахаридите на предварително желатинизираното зърнено и псевдозърнесто брашно са представени главно от глюкоза. Предварително желатинизираните зърнени и псевдозърнести брашна (с изключение на оризовото брашно) съдържат прекомерно количество амино азот в сравнение с традиционното ръчно брашно за печене на хляб. Предварително желатинизирани зърнени и псевдозърнести брашна могат да се използват в естествена или суха форма. Срокът на годност на сухото предварително желатинирано зърнено и псевдозърнесто брашно е 3 месеца.


Това е статия с отворен достъп, разпространявана при условията на Creative Commons Attribution License 4.0, която позволява неограничено използване, разпространение и възпроизвеждане на всякакъв носител, при условие че оригиналната творба е правилно цитирана.

1. Въведение

Гореспоменатото налага да се разработят технологични методи за използване на зърнени и псевдозърнести брашна, позволяващи неутрализиране на отрицателното му въздействие върху качеството на готовия хлебен продукт.

Предварително желатинизираното производство на брашно беше избрано като най-целесъобразния метод. Технологичният метод за приготвяне на предварително желатинизирано брашно при използване на част от брашното, изисквано от рецептата, е традиционен за печене на хляб. При направата на предварително желатинизирано брашно неговите компоненти се променят значително: желатинизиране и частично захарифициране на нишесте, подуване и частична денатурация на протеини, моно- и дизахариди, натрупване на аминокиселини, образуване на меланоидин. Преджелатинизираното брашно е нов суров продукт с променени физико-химични и органолептични свойства в сравнение с първоначалната суровина.

Преджелатинизираното брашно е задължителен компонент на малцовите ръжено-пшенични хлебни изделия [8].

Съществуват различни методи за приготвяне на предварително желатинизирано брашно, които се различават по последователност на добавяне и съотношение на сурови компоненти (брашно, вода, подправки) [9], при методи за топлинна обработка (издухване с горещ въздух или пара, екструзия), по продължителност на озахаряване и ферментация [10], при добавяне на различни компоненти, които променят химичния състав и свойствата на предварително желатинизираното брашно.

2. Материали и методи

Използвани са следните суровини: ръжено брашно, ечемичено брашно, оризово брашно, елда брашно, просо брашно, ръжен малц. За определяне на въглехидратно-амилазен комплекс от брашно се използва апарат „Amylotest“ в режими „Falling Number“ и „Amylogram“ в съответствие със сертификата на апарата.

Предварително желатинизираното брашно се получава чрез внимателно смесване на зърнено и псевдозърнесто брашно с ръжен малц и вода с температура 95–97 ° C, след което се охлажда предварително желатинизираното брашно до температура 60–63 ° C, добавя се ръжено брашно и се държи за озахаряване за 100–120 минути. Рецепти на предварително желатинизирано брашно са дадени в Таблица 1.

Количеството глюкоза и малтоза в предварително желатинизираното брашно е оценено по специален метод [11]. Методът се основава на последователно определяне на глюкоза, глюкоза и малтоза, общото количество въглехидрати (декстрини, малтоза, глюкоза), след което разликата между стойностите е количеството глюкоза и малтоза. Количеството захароза се изчислява по метод, основан на редукция на калиев ферицианид в жълт прусиат на калий в алкален разтвор с последващо превръщане в захароза, като се вземе предвид съдържанието на предварително определена глюкоза и малтоза. Съдържанието на влага в предварително желатинизираното брашно се определя чрез сушене. Киселинността се определя чрез титруване на водния екстракт с алкален разтвор в присъствието на индикатор, амино азотът се определя по формалдехиден метод; съдържанието на бисулфит-свързващи съединения се определя по метода, основан на взаимодействието на карбонилни съединения, съдържащи се в предварително желатинизираното брашно с натриев бисулфит [12].

Рецепти и норми за консумация на суровини за приготвяне на предварително желатинизирано брашно.

3 Резултати и дискусия

Въглехидратно-амилазният комплекс е един от основните показатели за технологичните свойства на брашното, освен това състоянието на въглехидратно-амилазния комплекс определя интензивността на озахаряване на предварително желатинизираното брашно и съдържанието на ароматизанти в него.

Въглехидратно-амилазният комплекс на ечемика се характеризира с високо съдържание на разтворими въглехидрати (2—3%) и нишесте (75–80%), както и с ниска активност на амилолитичните ензими [14]. Оризът съдържа значително количество нишесте [15], в сравнение с други зърнени и псевдозърнени култури. Нишестето от ечемик, елда, просо брашно е термоустойчив въглехидрат, което се дължи на наличието на амилопектин с разклонена структура в състава му, чието намаляване намалява повече време. Съставът на въглехидратния комплекс от оризово, ечемичено и просово брашно включва пентозани, ечемиченото брашно включва р-глюкани, способни да образуват разтвори с висок вискозитет и притежаващи функционални свойства. Всички тези характеристики на въглехидратния комплекс на зърненото и псевдозърнестото брашно ще повлияят върху процеса на получаване на предварително желатинизирано брашно.

Индексът “Falling Number” е показател за вискозитет и характеризира степента на втечняване на желатинизираната водно-брашна суспензия под въздействието на температурата и/или ензимите, включени в състава му. Резултатите от изследването са показани на фигура 1.

Броят на падащото ечемичено, елдово и просово брашно се определя като 4,8, 10,5 и 2,2 пъти по-високо от това на ръженото брашно, а намаляващият брой на оризовото брашно е 1,5 пъти по-малък от този на ръженото брашно. Това потвърждава литературните данни за термичната устойчивост на тези нишестени видове ечемичено, елдово и просено брашно. При загряване във формата на суспензия оризовото брашно дава течна желатинизирана маса, записана като минимална стойност на индикатора „Falling Number“ на апарата „Amylotest“.

Добавянето на ръжено брашно в суспензията на зърненото и псевдозърнестото брашно допринася за намаляване на падащия брой ечемичено брашно с 14 сек., Падащият брой на оризовото и елдовото брашно не е засегнат, а намаляващият брой на брашното от просо се увеличава с 98 секунди. Това показва, че амилолитичните ензими от ръжено брашно са по-комплементарни на нишестето от ечемичено брашно, по-малко активни в сравнение с ензимите от просо и не влияят на нишестето от елда и оризово брашно.

По-задълбочено проучване на въглехидратно-амилазния комплекс на зърненото и псевдозърнестото брашно беше проведено в режим „Амилограма”. Амилографските криви на ечемиченото и оризовото брашно са показани на Фигура 2, а тези на брашното от просо и елда са показани на Фигура 3.

Първоначалната температура на желатинизацията на ечемичено и оризово брашно е посочена с 17,5 и 33,5 ° C по-висока, а на брашното от елда и просо съответно с 6 и 17 ° C по-висока в сравнение с тази на референтната проба (ръжено брашно).

В същото време температурата на максимален вискозитет на ечемичено и елдово брашно е с 1,1 и 1,4 пъти по-висока, а тази на просото и оризовото брашно е съответно с 1,1 и 1,4 пъти по-ниска в сравнение с тази на референтната проба (ръжено брашно ).

Изследването на резултатите от смесването на зърнено и псевдозърнесто брашно със средно ръжено брашно като източник на ензими показа, че първоначалната температура на желатинизиране на брашно от ечемик, ориз, просо и елда остава съответно с 14,5, 32, 4 и 16 OC в сравнение с със средно ръжено брашно. Въпреки това, в сравнение с първоначалните стойности (без ръжено брашно), добавянето на ръжено брашно спомага за намаляване на първоначалната температура на желатинизация в изследваните видове зърнени и псевдозърнести брашна с 1–3,5 ° C, температурата на максимален вискозитет е 1,1– 1,3 пъти по-ниска в сравнение с тази на референтната проба (ръжено брашно).

Въглехидратно-амилазният комплекс на зърненото и псевдозърнестото брашно е по-термостабилен. Желатинизирането и втечняването изискват по-дълъг период от време. Добавянето на средно ръжено брашно като наличен и евтин източник на амилолитични ензими до известна степен ускорява този процес и увеличава втечняване на желатинизираната маса. Проучванията показват, че характеристиките на нишестения компонент на зърненото и псевдозърнестото брашно изискват увеличаване на времето за приготвяне на предварително желатинизираното брашно.

Амилолитичното намаляване на фракцията на брашненото нишесте по време на производството на предварително желатинизирано брашно допринася за натрупването на водоразтворими захари. Референтната проба е предварително желатинизираното ръжено брашно с добавка на ръжен малц, приготвено в съответствие с [8]. Продължителността на озахаряването се състоеше от 120 минути. Съдържанието на влага в референтната проба от предварително желатинизирано брашно е 75%, а в експерименталните проби - 78–80%. Краят на процеса на озахаряване се счита за постигане на съдържание на редуциращи захари в експерименталните проби от предварително желатинизирано брашно, близко до това в референтната проба. Резултатите от изследванията са представени в таблица 2.

Установено е, че след 30 минути озахаряване най-ниското съдържание на редуциращи захари се наблюдава в прежелатинизираното брашно от ориз, максималното е в прежелатинизираното брашно от ечемик и просо, което се дължи на високото съдържание на разтворими въглехидрати в тези видове брашно в сравнение с ръжено брашно. Натрупването на редуциращи захари се наблюдава по-бавно в ечемиченото и елдовото желатинизирано брашно, което е свързано с най-голямата термостабилност на тези суровини и тяхната устойчивост на нишестена хидролиза поради наличието на по-голям брой разклонени амилопектинови фракции в тях. Това е добре илюстрирано от амилографските криви на тези видове брашно, които бяха представени по-рано.

Прежелатинизираното брашно се използва при производството на хляб за придаване на сладък вкус на хлебните изделия и за култивиране на ферментационна среда, поради което е необходимо да се определи въглехидратния състав на предварително желатинизираното брашно и количеството амино азот в него. Резултатите от изследванията са представени на фигури 4 и 5.

Определено е, че всички видове предварително желатинизирано брашно съдържат главно глюкоза. Предварително желатинизираното брашно от просо и елда показва по-високо съдържание на захароза, оризовото и елдата предварително желатинизирано брашно показват по-високо съдържание на малтоза.

Количеството амино азот в предварително желатинизираното брашно от елда, просо и ечемик е с 5,2–16,6% по-високо, а това в оризовото брашно е 2,2 пъти по-малко от това в референтната проба. Ниското съдържание на амино азот в оризовото желатинизирано брашно се дължи на по-ниското количество протеин и ниската активност на протеолитичните ензими в него в сравнение с други проби. По-високото съдържание на амино азот в елдата, просото и ечемика в предварително желатинизираните брашна се дължи на голямото количество протеин в тях в сравнение с ръженото брашно и вероятно поради по-високата активност на протеолитичните ензими в суровината за тези видове предварително желатинизирано брашно.

Органолептичните характеристики на предварително желатинизираното брашно от ориз, ечемик, просо, елда са представени в таблица 3.

Предварително желатинизираните брашна от ориз и ечемик са дефинирани да нямат никакви характеристики на вкус и вкус. Предварително желатинираните брашна от елда и просо се характеризират с приятен вкус на използваното брашно, което ще позволи да се променят органолептичните показатели на готовите малцови хлебни изделия.

Предварително желатинизираните зърнени и псевдозърнести брашна могат да се използват в естествена форма. Приложението му позволява да се получат ръжено-пшенични хлебни изделия с физико-химични показатели за качество, които не са по-ниски от тези при използване на предварително желатинизирано ръжено брашно.

За да се увеличи срокът на годност на предварително желатинизираните брашна, те се сушат в конвекционна сушилня при температура 80–85 ° C. Предварително желатинизираното брашно се поставя върху тавите за сушилня с дебелина на слоя 15–20 mm. По време на процеса на сушене бяха изследвани промените в съдържанието на влага, титруваната киселинност и свързващите бисулфит съединения на предварително желатинизираното зърнено и псевдозърнесто брашно. Резултатите от изследването са представени в таблица 4.

Установено е, че изсушеното предварително желатинизирано зърнено и псевдозърнесто брашно достига влажност под 15% след 12 часа сушене в конвекционна сушилня. Титрираната киселинност на предварително желатинизираните брашна се увеличава с 2–5 градуса по време на сушенето. Съдържанието на свързващи бисулфит съединения се увеличава 1,5–2 пъти по време на 4-5 часа сушене и след това започва да намалява, достигайки почти първоначалната стойност. Увеличението на съдържанието на бисулфит-свързващи съединения за 4-5 часа сушене се дължи на реакцията на Maillard между редуциращи захари и аминокиселини на предварително желатинизираното брашно, тъй като има благоприятни условия за тази реакция. Намаляването на съдържанието на бисулфит-свързващи съединения след определеното време на сушене се дължи на изпаряването на част от карбонилните съединения в резултат на повишаване на температурата на изсушения продуктов слой.

След изсушаване получените плочи се смилат в експериментална мелница. Пресяването на натрошените сухи предварително желатинизирани брашна се извършва през сито от полиамидна тъкан № 27 PA-120. В резултат на пресяването се получават прахообразни сухи предварително желатинирани житни брашна с размери на частиците, съответстващи на брашното за печене.

За да се определи срокът на годност на сухите предварително желатинирани зърнени и псевдозърнести брашна, те са оставени за съхранение в затворени найлонови торби при температура 20 ± 2 ° C и относителна влажност 70–75%. Пробите от сухи прежелатинизирани житни и псевдозърнести брашна бяха определени, за да отговарят на изискванията на приложение 1, приложение 2, стр. 1.3 и 1.5 от TR CU 021/2011 „Безопасност на храните“ и може да има срок на годност 3 месеца.

Методът на производство на малцови хлебни изделия с предварително желатинирано просо брашно получи патент на Руската федерация № 2409954, методът на производство на малцов хляб с предварително желатинирано брашно от елда получи патент на Руската федерация № 2430527, методът на производство на хляб с предварително желатинизиран оризово брашно получи патент на Руската федерация № 2429622, сместа за предварително желатинизирано производство на ечемичено брашно получи патент на Руската федерация № 2509465.

Резултатите от изследванията за брашно от зърнени култури намаляват