Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий




Скачать 416.75 Kb.
НазваниеТехнология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий
страница1/3
Дата29.09.2012
Размер416.75 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2   3


На правах рукописи


Бурова Наталья Олеговна


ТЕХНОЛОГИЯ СУХОГО ПРОРОЩЕННОГО ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ,

ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ


Специальность 05.18.01. – Технология обработки, хранения и

переработки злаковых, бобовых культур,

крупяных продуктов, плодоовощной

продукции и виноградарства


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Москва – 2011


Диссертационная работа выполнена на кафедре технологии хранения и переработки продукции растениеводства ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет».


Научный руководитель – доктор технических наук, профессор
Иванов Геннадий Иванович


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Малин Николай Иванович


доктор технических наук, профессор

Черных Валерий Яковлевич


Ведущая организация – НОУ ДПО «Международная промышленная академия»


Защита состоится 27 октября 2011 г. в 10 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.11, ауд. 302

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».

Автореферат разослан «16 » сентября 2011 г.


Ученый секретарь Совета к.т.н., доцент Белявская И.Г.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность темы. Обеспечение населения продуктами питания, сбалансированными по содержанию пищевых веществ и функциональных ингредиентов, является одной из важных задач пищевых производств. В последние несколько десятилетий среди населения широко распространилась тенденция употребления в пищу пророщенных семян, обладающих полезными свойствами. Особый интерес представляют пророщенные зерна пшеницы, так как именно эта культура повсеместно выращивается на территории России. Зерна с проростками длиной не более 5 мм содержат достаточное количество антиоксидантов, которые в малых концентрациях замедляют или предотвращают окислительные процессы. Кроме того, в процессе проращивания в зерне активизируются ферментные системы и происходит расщепление сложных пищевых веществ до более простых, легко усвояемых организмом человека.

В то же время, из-за отсутствия современной технологии получения пророщенного зерна, которое может храниться длительное время без ущерба для его уникальных свойств, промышленность не в полной мере удовлетворяет спрос населения в этом продукте. Хранение в сухом виде позволило бы решить эту проблему, но существующая технология конвективной сушки пророщенного зерна требует применения высоких температур, что отрицательно сказывается на содержании полезных компонентов в высушенном продукте. Конвективная сушка пророщенного зерна при низких температурах устранила бы этот недостаток, однако при этом создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры. Следовательно, необходимо применение таких технологических приемов и оборудования, которые позволяют устранить негативное воздействие указанных выше факторов. Технология сушки пророщенных зерновых культур в вакуумной сушильной установке с инфракрасными излучателями наиболее перспективна, так как она позволяет полностью высушить продукт при достаточно низких температурах, сохранив в нем полезные вещества, в том числе и те, которые были получены при проращивании. Поэтому изучение процессов проращивания зерен злаковых культур с последующей их сушкой в вакуумных сушилках с инфракрасными излучателями, их хранение и использование в технологии производства хлебобулочных изделий является актуальной задачей для хлебопекарной промышленности РФ.

Все вышесказанное определило цели и задачи работы.

Цели и задачи исследования.

Цель исследования – создание технологии проращивания зерновой культуры с последующей сушкой пророщенного зерна в вакуумной сушильной установке для расширения ассортимента диетических продуктов, и дальнейшего их применения в хлебопекарной промышленности.

В задачи исследований входило:

- изучить показатели качества зерна пшеницы для проведения экспериментальных исследований;

- определить рациональную температуру и режим проращивания зерна;

- установить режим сушки пророщенного зерна пшеницы в вакуумной сушильной установке с инфракрасным энергоподводом;

- установить срок хранения высушенного пророщенного зерна;

- обосновать и экспериментально подтвердить целесообразность использования сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в рецептуре хлебобулочных изделий для повышения их пищевой ценности;

- разработать техническую документацию для производства сухого пророщенного зерна пшеницы и для производства хлебобулочных изделий с добавлением сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы.

Научная новизна. Установлены режим и степень проращивания зерна пшеницы.

Разработан режим сушки пророщенного зерна пшеницы в вакуумной сушильной установке с инфракрасным энергоподводом.

Разработан способ контроля процесса сушки пророщенного зерна по измерению его электрического сопротивления.

Разработан технологический регламент производства нового пищевого продукта «Зерно пшеницы цельное пророщенное».

Получен патент № 2412615 Российская Федерация, МПК A23B 9/08 A23L 1/172 на «Способ консервации проростков пшеницы» / Арсентьев А. А. (Россия), Блинов В.М. (Россия), Иванов Б.В. (Россия), Сташкова Н.О.(Россия); заявитель ООО «Интех» - № 2009112959/13 заявлено 04 мая 2009г.

Установлен срок хранения высушенного пророщенного зерна пшеницы.

Установлена целесообразность использования сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в рецептуре диетических хлебобулочных изделий.

Определено допустимое содержание сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы в диетическом хлебе, которое составляет 20 % от общего количества муки по рецептуре.

Разработаны методики проведения дегустационной оценки сухого пророщенного зерна пшеницы и хлебобулочных изделий с добавлением сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы.

Практическая значимость. Разработаны технические условия для производства продукта «Зерно пшеницы цельное пророщенное» и хлеба зернового «Энергия жизни».

Проведена опытно-экспериментальная апробация технологии, разработаны проекты нормативной документации: ТУ «Зерно пшеницы цельное пророщенное», ТУ «Хлеб диетический «Энергия жизни»; технологическая схема для производства «Зерна пшеницы цельного пророщенного»; технологическая схема и рецептура для производства «Хлеба диетического «Энергия жизни».

Предложен датчик измерения электрического сопротивления для контроля сушки сыпучих продуктов, который был апробирован на предприятии ООО «ИНТЕХ» (г. Йошкар-Ола).

Результаты работы используются в учебном процессе ГОУ ВПО «Марийский государственный университет» при чтении курса лекций по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» по специальности «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции».

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на международных конференциях молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» в Казанском государственном техническом университете (2008 г.), на международных конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» в Марийском Государственном университете (2006-2010 гг.).

Результаты работы демонстрировались на первом всероссийском форуме «Российским инновациям - российский капитал» (19-20 июня 2008 г., г. Чебоксары), проводимом в рамках развития проекта «Инновационная система Российской Федерации» в целях распространения научно-инновационного опыта и интеграции бизнес-сообществ в субъектах Российской Федерации при поддержке аппарата полномочного представителя Президента РФ в Приволжском Федеральном Округе.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в одиннадцати печатных работах, три из них представлены в периодических изданиях, рекомендованных ВАК и 1 патент на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков и 22 таблицы. Список литературы включает 141 наименование. Приложения к диссертации представлены на 28 страницах.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности проблемы, целей и задач исследования, методов исследований, основных положений, выносимых на защиту, предмет и объекты исследований.

В главе 1 рассмотрены и систематизированы сведения научной и технической литературы об основных сельскохозяйственных культурах, произрастающих на территории северо-восточной части Нечерноземной зоны и пригодных для целей получения пророщенного зерна. Обобщены данные о процессах, происходящих при прорастании зерна. Представлены способы проращивания различных культур. Проведен анализ данных научно-технической литературы о способах консервации пророщенного зерна сельскохозяйственных культур и видах сушки. Рассмотрены способы обогащения состава хлебобулочных изделий нетрадиционными видами сырья для улучшения их органолептических свойств. Выявлены предпосылки для разработки технологии сухого пророщенного зерна пшеницы, а также его использования в технологии диетических хлебобулочных изделий.

В главе 2 представлена схема проведения исследований (рис. 1), характеристика объектов исследований, методы анализа и методика проведения эксперимента, схемы экспериментальной установки и датчика измерения электрического сопротивления зернового слоя.

Объектами исследований при выполнении экспериментальной части служили пророщенные зерна различных культур, контрольные и опытные образцы диетических хлебобулочных изделий с использованием сухого измельченного пророщенного зерна пшеницы.

Исследования проводились в лаборатории кафедры «Технологии хранения и переработки продукции растениеводства» в ГОУВПО «Марийский государственный университет». Производственные испытания проводились в условиях ООО «ИНТЕХ» (г. Йошкар-Ола) и ООО «Универсал» (Хлебозавод №1, г. Йошкар-Ола).


Рис. 1. Схема проведения исследования

В работе применяли общепринятые и специальные методы оценки свойств сырья, качества готовых изделий. Во второй части исследований (использование сухого пророщенного зерна пшеницы в технологии диетических хлебобулочных изделий) использовали три пробы муки пшеничной высшего сорта и одну пробу зерна пшеницы сухого пророщенного измельченного, характеристики которых приведены в таблице 1.

Для исследований использовали зерно пшеницы сорт Казанская 560, выращенное в Моркинском районе республики Марий Эл, соответствующие требованиям ГОСТ Р 52554-2006 и ГОСТ Р 53049-2008.

Исследования проводились с использованием общепринятых и стандартных методов анализа в соответствии со схемой:

1) Определение качественных показателей зерна до сушки и пророщенного после сушки проводили согласно ГОСТ:

  • отбор и подготовка проб по ГОСТ 13586.3-83;

  • определение массовой доли влаги по ГОСТ 13586.5-93;

  • органолептические показатели по ГОСТ 10967-90;

  • определение массовой доли и качества клейковины по ГОСТ 13586.1-68;

  • определение сорной и зерновой примесей по ГОСТ 30483-97;

  • определение суммарного содержания антиоксидантов по методике, разработанной НПО «Химавтоматика» на приборе Цвет-Яуза-01-АА;

  • определение массовой доли белков по ГОСТ 10846-91;

  • определение массовой доли жиров ГОСТ 29033-91;

  • определение массовой доли углеводов ГОСТ Р 52934-2008;

  • определение токсичных элементов по ГОСТ 26927-86, ГОСТ 26930-86, ГОСТ 26932-86, ГОСТ 26933-86.

2) Определение показателей качества хлебобулочных изделий согласно ГОСТ:

  • определение массовой доли влаги по ГОСТ 21094-75;

  • определение кислотности по ГОСТ 5670-96;

  • органолептические показатели оценивали с использованием пятибалльной шкалы.

Таблица 1

Показатели качества муки и сухого пророщенного зерна пшеницы




Показатель

Мука пшеничная

хлебопекарная в/с

Зерно пшеницы сухое пророщенное измельченное

проба №1

проба №2

Проба №3

Влажность, %

12,2

14,8

14,6

8,8

Цвет

кремовый

оттенок

кремовый

оттенок

белый

свойственный пророщенному зерну

Запах

свойственный пшеничной муке, без посторонних запахов, не затхлый, не плесневелый

свойственный пророщенному зерну

Вкус

свойственный пшеничной муке, без посторонних привкусов

свойственный пророщенному зерну

Остаток

на сите, %

№43 – 1,6%

№45/50 – 4,0%

№43 – 2,0%

круглое отверстие d=1.5 мм – 4,0%


Число

падения, с.

190

328

320

66

Белизна, ед. пр. Р3-БПЛ

-

-

63

-

Клейковина:




Массовая доля сырой клейковины, %

30

28

28


клейковина

не отмывается

Общая деформация, ед.пр.ИДК

70

70

65
Пробы сухого пророщенного зерна пшеницы для выявления допустимых сроков годности хранили при температуре 18±3 °С и относительной влажности воздуха 75 % в лабораторных условиях.

Достоверность полученных экспериментальных данных оценивали с использованием приложений Microsoft Excel для Windows ХР и Statistica 6.0.

До закладки опыта зерно подвергалось дополнительной обработке. Оно проходило очистку от минеральных и органических примесей путем промывки в проточной воде, а также от металломагнитных включений с использованием магнита. За основной контролируемый показатель влажного пророщенного зерна приняли наличие зародышевого корешка длиной не более 5 мм у 90 % семян.

Исследования режимов сушки пророщенного зерна пшеницы проводилось в вакуумной сушильной установке с инфракрасными излучателями ВДСУ-2М в интервале температур инфракрасных нагревателей 40-100 °С и при давлении внутри сушильной камеры до 15 кПа (0,2 атм). Температура инфракрасных нагревателей и слоя пророщенной пшеницы контролировалась с помощью медных термопреобразователей сопротивления с кабельным выводом ДТС 014-50М.В3.20/3, установленных соответственно на нагревателях и в центре зернового слоя. Согласно техническим характеристикам, диапазон измерения температур от -50 ºC до +150 ºC, погрешность измерения ±0,25 ºC.

В главе 3 приведены результаты экспериментов и осуществлен их анализ. Основной причиной поиска способов консервации пророщенного зерна была порча продукта в связи с воздействием на него различных факторов внешней среды и жизнедеятельности микроорганизмов. Предлагаемый в работе способ консервации пророщенного зерна предполагает проращивание и сушку осуществлять в одной сушильной камере установки ВДСУ-2М (рис. 2). Преимущества этого очевидны – помимо обеспечения контроля и корректировки температуры в камере во время проращивания, достигается также исключение воздействия внешних факторов, например попадание микроорганизмов из внешней среды, и уменьшение затрат за счет исключения одной транспортной операции из технологического процесса.

Техническая характеристика сушильной установки ВДСУ-2М:

    • количество полок – 14 штук

    • количество одновременно загружаемых поддонов – 112 штук

    • габаритные размеры поддонов – 35х440х540 мм

    • полная загрузка сушильной камеры при сушке зерна – 150 кг

    • температура инфракрасных нагревателей – от 30 до 120 ºС

    • давление внутри сушильной камеры – от 15 до 20 кПа

    • установленная мощность – 15кВт.

Получение сухого пророщенного зерна пшеницы осуществляли следующим образом. Отобранные и промытые семена 1 помещали на поддоны 2, расположенные на полках 3 сушильной установки. Толщина слоя высушиваемого материала не превышала 3 см. Далее семена заливали фильтрованной питьевой водой до верхнего уровня слоя (по объему). Процесс проращивания осуществляли в сушильной камере при атмосферном давлении и заканчивали его при появлении у 90 % семян зародышевых корешков длиной не более 5 мм. Затем включали вакуумный насос и инфракрасные нагреватели. В камере устанавливали разряжение 15-20 кПа. Контроль температуры осуществляли с помощью датчиков 5 и 6, установленных соответственно внутри зернового слоя материала 1 и непосредственно на нагревательных элементах 4. В процессе сушки испаряемая из продукта влага конденсировалась на конденсаторных трубах 7 и самотеком сливалась в нижний патрубок 8, а затем в герметичную емкость с мерным стеклом. Фасовку готового к употреблению высушенного пророщенного зерна пшеницы осуществляли в фильтр-пакеты, либо в другую упаковочную тару. Особенностью процесса проращивания является контролируемое его осуществление в самой сушильной установке, что упрощает технологию производства, снижает энерго- и трудозатраты. Проращивание производилось при температуре инфракрасных нагревателей +40 0С, продолжительность процесса составляла 24 часа, при этом температура во всех измеряемых точках зерновой массы увеличивалась с течением времени до +25 ºС. В результате у 95 % зерен были получены зародышевые корешки длиной не более 5 мм. После этого приступали к процессу сушки.




Рис. 2. Схема вакуумной сушильной установки с инфракрасными излучателями ВДСУ-2М

Во время исследований установили влияние температуры инфракрасных нагревателей на температуру зернового слоя. Затем определяли общие закономерности сушки пророщенного зерна пшеницы в вакуумной сушильной установке с инфракрасными нагревателями и провели отработку технологических режимов сушки пророщенного зерна. Известно, что при любом способе сушки можно выделить три периода: период прогрева материала, период постоянной скорости сушки и период падающей скорости сушки. Однако, определение границ этих периодов посредством измерения влажности высушиваемого материала возможно для сушильных установок, работающих при атмосферном давлении, что подтверждают многочисленные исследования, отраженные в литературных источниках. Когда же речь заходит о вакуумных сушильных установках с инфракрасным нагревом, то возникает проблема непрерывного измерения влажности высушиваемого зернового материала при его неподвижном положении в условиях вакуума из-за отсутствия необходимых датчиков. Поэтому в исследованиях вместо влажности зернового слоя измеряли его электрическое сопротивление при помощи специального датчика и строили графики его зависимости от времени сушки. Так как электрическое сопротивление материала пропорционально его влажности, то по построенным графикам этой зависимости можно найти этапы сушки, соответствующие классическим периодам.

Датчик (рис. 3) состоит из двух электродов, разделенных между собой диэлектрическими стойками. Нижний электрод – сплошной, верхний – сетчатый. Сетчатый электрод позволяет беспрепятственно удаляться парам влаги из материала. Датчик устанавливается в пророщенное зерно пшеницы, верхний электрод должен быть полностью закрыт пророщенным зерном. К разъемам на верхнем и нижнем электродах крепятся провода, которые в свою очередь через кабельный разъем выведены из сушильной камеры к измерительному блоку. При изменении влажности высушиваемого слоя пророщенного зерна происходит соответствующее изменение его электрического сопротивления.

В
  1   2   3

Похожие:

Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconПо специальности 260202 (2702) «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» Учебное пособие
Охватывают технологические расчеты и подбор оборудования линий по производству хлебобулочных изделий или подбору ассортимента и расчеты...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconРабочая программа факультатива "Новые виды растительного и животного сырья в технологии хлебобулочных изделий" для специальности 270300 "Технология хлеба, кондитерских
Новые виды растительного и животного сырья в технологии хлебобулочных изделий" для специальности 270300 "Технология хлеба, кондитерских...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconПрограмма профессионального модуля «Производство хлеба и хлебобулочных изделий»
Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconТеоретические и практические аспекты использования тритикале в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности
Работа выполнена на кафедре технологий хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственной продукции фгоу впо «Воронежский...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconЭкономика отрасли
Технология тканей, трикотажа и нетканых материалов"), 1-50 01 02 "Конструирование и технология швейных изделий" (Т. 17. 03. 00 "Технология...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconМетодические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочной сокращенной формы обучения по направлениям 262000 «Технология изделий легкой промышленности»
«Технология изделий легкой промышленности» по профилю «Технология швейных изделий» и 262200 «Конструирование изделий легкой промышленности»,...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconРабочая программа дисциплины «технология швейных изделий» Для специальности
Курс «Технология швейных изделий» является одной из основных дисциплин в образовательной программе подготовки по специальности «Технология...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconОтчет Тема
Заволжья и урожаев озимой пшеницы до 50-55 ц, яровой – 35-40 ц, кукурузы – 65-70 ц зерна, 600-650 ц зеленой массы, люцерны 80-100...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconПрограмма преддипломной практики студентов специальности 1-36 01 01 «Технология машиностроения»
«Технология машиностроения» специализации 1-36 01 01 01 «Технология механосборочного производства». – Гомель: Учреждение образования...
Технология сухого пророщенного зерна пшеницы, его применение при производстве хлебобулочных изделий iconОпд р 01
Дисциплина «Текстильные материалы в производстве одежды» является дополнением к специальной учебной дисциплине «Материаловедение...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница