CC BY
8УДК 664.73-664.76
ВЛИЯНИЕ МЕХАНОАКТИВАЦИИ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА МУКИ
С.С. Кузьмина, Л.А. Козубаева, Д.Н. Протопопов
Работа посвящена определению влияния механоактивации отрубей на выход и качество муки. Установлено, что при относительной скорости пальцев в дезинтеграторе до 129 метров в секунду из пшеничных отрубей выделяется 40 % мучнистого продукта, который можно добавлять в пшеничную муку 1-го сорта в количестве до 20 % без существенного ухудшения её технологических свойств. При этом водопоглотительная способность, массовая доля клейковины и качество клейковины улучшаются.
Ключевые слова: механоактивация, дезинтегратор, отруби, показатели качества, водопоглотительная способность, мука.
В настоящее время актуально безотходное производство, основанное на принципе наиболее полного использования сырья. Технологические процессы, применяемые в перерабатывающей промышленности, в большинстве своем многоотходные. Отходы, образующиеся при переработке зерна, называют вторичными сырьевым ресурсами, которыми являются зародыш, отруби, лузга и мучка. В основном они идут на кормовые цели и только 15 % общего количества отрубей и зародышей применяют в хлебопекарном и кондитерском производствах, для получения продуктов лечебно-профилактического питания. Пшеничные отруби, полученные при сортовых помолах зерна, представляют собой оболочки с прикрепленными частицами алейронового слоя и крахмала. Таким образом, вторичные ресурсы зерноперерабаты-вающей промышленности используют недостаточно эффективно [7]. При сотрудничестве двух кафедр «Технология хранения и переработки зерна» и «Машины и аппараты пищевых производств» Алтайского государственного технического университета имени И. И. Ползунова ведутся разработки, позволяющие повысить эффективность использования продуктов переработки зерна при производстве хлеба [1, 3-5].
Реализация поставленных задач осуществляется за счет комплексного использования дезинтегратора. Диспергация твёрдых тел (помол) уже давно превратилась в особую отрасль технологической науки, которая занимается механическими силами, необходимыми для разрушения структуры твёрдых тел. В последнее время дезинтеграция формируется как новый компонент технологии, основанной на механической активации вещества, и в первую очередь на увеличении
технологической активности поверхности дисперсного продукта большим количеством механической энергии. Преимущества дезинтеграторов в том, что они имеют относительно малое энергопотребление и высокую эффективность помола [6].
В представленной работе исследовали целесообразность использования дезинтегратора для повышения выхода муки и влияния на её качество. Для этого пшеничные отруби подвергали дополнительному измельчению на дезинтеграторе, развивающем относительную скорость движения пальцев на внешнем радиусе до 129 м/с. Полученный продукт просеивали через систему сит -№ 35 и № 43. Таким образом, мучнистый продукт, полученный после дезинтегратора и прошедший через нижнее сито, имел размер частиц пшеничной муки 1 сорта. Показатели качества мучнистого продукта представлены в таблице 1.
По результатам, представленным в таблице, видно, что при определении белизны было получено отрицательное значение вследствие того, что мучнистый продукт гораздо темнее пшеничной муки за счет мелких частиц отрубей. При этом белизна мучнистого продукта составила - «-18,5» усл. ед. прибора РЗ-БПЛ.
Исследование массовой доли и качества сырой клейковины в мучнистом продукте показало, что массовая доля сырой клейковины составила 29,0 % и характеризовалась как «неудовлетворительная крепкая». Научно доказано, что в состав белков, содержащихся в зерне пшеницы, входят и так называемые склеропротеины (нерастворимые или труднорастворимые белки), содержащиеся в оболочках и периферических слоях зерна. Эти белки содержатся в зерне в количестве почти
4 %. В результате тонкого размола на дезинтеграторе происходило выделение труднорастворимых белков, которые вступали во
взаимодействие с клейковинообразующими белками за счет механической активации полимеров.
Таблица 1 - Показатели качества мучнистого продукта
Наименование показателя Значение показателя
Массовая доля влаги, % 7,2
Крупность помола муки, %: остаток на сите № 35; проход через сито № 43 53,7 40,0
Белизна, усл. ед. прибора Р3-БПЛ -18,5
Массовая доля сырой клейковины, % 29,0
Качество сырой клейковины, усл. ед. прибора ИДК 20 III группа -неудовлетворительная крепкая
Массовая доля крахмала, % 23,73
Массовая доля крахмала в мучнистом продукте составила 23,73 %, за счет более полного отделения крахмала от пшеничных отрубей.
Таким образом, дезинтегрирование пшеничных отрубей позволило эффективно извлечь ценные компоненты муки и увеличить её выход.
Качество муки имеет большое значение при производстве хлеба, влияя в значительной мере на скорость протекания в тесте биохимических и коллоидных процессов и
вследствие этого на свойства теста, качество и выход хлеба. Одним из этапов работы являлось исследование качества смеси пшеничной муки и мучнистого продукта при разном их соотношении. В связи с этим осуществляли внесение мучнистого продукта взамен эквивалентного количества муки пшеничной 1 сорта в количестве от 4 % до 20 % с шагом 4 %. Для сравнения результатов в качестве контроля использовали результаты исследования муки пшеничной хлебопекарной 1 сорта. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Качество смесей пшеничной муки и мучнистого продукта
Соотношение пшеничной муки и мучнистого продукта, % Влажность, % ВПС, % Белизна, усл. ед. прибора Р3-БПЛ Кислотность, град
Контроль 10,9 52 41,0 3,7
96:4 11,0 55 28,9 4,0
92:8 10,7 52 27,7 4,2
90:10 10,7 53 26,8 4,4
88:12 10,4 53 25,3 5,2
86:14 10,5 53 21,6 5,3
84:16 10,5 68 18,7 5,7
82:18 10,5 69 16,1 6,2
80:20 10,5 70 14,3 6,5
С увеличением количества мучнистого продукта происходило постепенное снижение влажности муки, связанное с более низкой влажностью вносимого продукта взамен пшеничной муки.
Водопоглотительная способность муки (ВПС) - это способность муки поглощать определенное количество воды при замесе для образования теста нормальной консистенции. ВПС зависит от химического состава муки, её
С.С. КУЗЬМИНА, Л.А. КОЗУБАЕВА, Д.Н. ПРОТОПОПОВ
влажности, сорта, а также от количества сахара и жира, добавляемого в тесто. Из представленных результатов видно, что с увеличением содержания мучнистого продукта в смеси водопоглотительная способность муки повышалась. Повышение водопоглотитель-ной способности муки обусловлено понижением влажности муки и возрастанием содержания частиц отрубей, которые связывали влагу адсорбционно, вследствие наличия в них большого числа капилляров.
По результатам анализа видно, что кислотность муки по мере увеличения содержания мучнистого продукта в смеси динамично нарастала, за счет дополнительного внесения кислот.
Показатель «белизна» имеет существенное значение для практического хлебопечения, поскольку дает возможность судить о
Анализ результатов показал, что при добавлении мучнистого продукта массовая доля сырой клейковины в муке постепенно увеличивалась. Вероятно, взаимодействие скле-ропротеинов с клейковинообразующими белками происходило на основании того, что на поверхности частиц в процессе дезинтегрирования формировался особый вид энергии, который способствовал более плотному взаимодействию двух видов белков.
Исследование качества клейковины показало, что добавление 8 % дезинтегрированного мучнистого продукта привело к укреплению клейковины. При этом клейковина перешла из II группы (удовлетворительная слабая) в I группу (хорошая). Укрепление клейковины связано с тем, что мучнистый продукт содержал клейковину, характеризующуюся как неудовлетворительная крепкая, в то время как клейковина пшеничной муки характеризовалась как удовлетворительная слабая по качеству.
степени очистки муки от отрубянистых частиц и, таким образом, о ее сортности. С увеличением содержания мучнистого продукта происходило постепенное снижение белизны муки. Следует отметить, что при добавлении мучнистого продукта в количестве 4 % и более взамен пшеничной муки значение белизны соответствовало пшеничной муке второго сорта.
Технологическое значение клейковины заключается в том, что она формирует тесто. При набухании вместе с другими веществами зерна и добавками (дрожжами и др.) она образует сплошную упругую сетку, соединяющую в компактную массу все вещества муки, из которой в результате ферментных процессов в тесте и завершающего этапа - выпечки получают хлеб [2]. Массовая доля и качество сырой клейковины смеси пшеничной муки и мучнистого продукта представлены в таблице 3.
На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что использование дезинтегратора в технологической схеме, несомненно, будет способствовать увеличению выхода муки. По показателям качества полученная мука соответствует пшеничной муке 2 сорта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Влияние механоактивации на качество муки / Кузьмина С. С., Протопопов Д. Н., Козубаева Л. А., Иванов С. В. - Москва : Международная промышленная академия, 2011 - выпуск 9. - С. 213-217.
2. Казаков, Е. Д. Биохимия зерна и хлебопродуктов / Е. Д. Казаков, Г. П. Карпиленко. - СПб. : ГИОРД, 2005. - 512 с.
3. Козубаева, Л. А. Использование механической активации круп при производстве крупяного хлеба / Л. А. Козубаева, А. С. Захарова, С. С. Кузьмина // Ползуновский вестник. - 2012. - № 2/2. -С. 135-138.
4. Кузьмина, С. С. Особенности приготовления
Таблица 3 - Массовая доля и качество сырой клейковины смеси пшеничной муки и мучнистого продукта
Соотношение пшеничной муки и мучнистого продукта, % Массовая доля сырой клейковины, % Качество сырой клейковины
показатель прибора,усл. ед. прибора ИДК группа качества характеристика клейковины
Контроль 32,8 80 II удовлетворительная слабая
92:8 33,0 60 I хорошая
88:12 33,2 70 I хорошая
84:16 33,4 70 I хорошая
80:20 33,6 60 I хорошая
хлеба повышенной пищевой ценности / С. С. Кузьмина, Л. А. Козубаева // Вестник алтайской науки. -2013. - № 2-1. - С. 79-82.
5. Патент 2010116333/13 МПК А 21 D 13/02, А 21 D 2/00. Способ производства пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности (варианты) / Кузьмина С. С., Могучева Э. П. (8 июня 2011 г.)
6. Хинт, И. А. УДА - технологии: проблемы и перспективы / И. А. Хинт. - Таллин : «Валгус», 1981. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://www.tpribor.ru/hint4.html [Загл. с экрана].
7. Эргашева, Х. О целесообразности обогащения пшеничной сортовой муки / Х. Эргашева, В. Раджабова // Хлебопродукты. Бухарский технологический институт пищевой и легкой промышленности. - 2010. - № 11. - С. 54-55.
Кузьмина С.С., к.т.н., доцент кафедры «Технология хранения и переработки зерна», ФГБОУ ВО АлтГТУ им. И.И. Ползунова, e-mail: [email protected], тел.: 8(3852) 29-07-30.
Козубаева Л.А., к.т.н., доцент кафедры «Технология хранения и переработки зерна», ФГБОУ ВО АлтГТУ им. И.И. Ползунова, e-mail: [email protected], тел.: 8(3852) 29-07-30.
Протопопов Д.Н., к.т.н., доцент кафедры «Машины и аппараты пищевых производств», ФГБОУ ВО АлтГТУ им. И.И. Ползунова, e-mail: [email protected], тел.: 8(3852) 29-07-24.
