Список используемых источников. Главная тенденция в развитии всех продовольственных отраслей – растущий с каждым

В современном хлебопечении применяются пищевые добавки и хлебопекарные улучшители различного принципа действия.

Согласно ГОСТ Р 51074-2003 под пищевой добавкой понимается искусственное или природное вещество, или их соединение, специально вводимое в пищевые продукты в процессе их изготовления в целях придания пищевым продуктам определенных свойств и сохранения качества пищевых продуктов.

Пищевые добавки могут оставаться в продуктах полностью или частично в неизменном виде или в виде веществ, образовавшихся в результате химического взаимодействия с компонентами пищевых продуктов.

Согласно ГОСТ 32677-2014 хлебопекарный улучшитель — это пищевая добавка, или комплексная пищевая добавка, или технологическое вспомогательное средство, улучшающие свойства теста и качество хлебобулочных изделий.

Большинство улучшителей не имеют, как правило, пищевого значения и в лучшем случае являются биологически инертными, а в худшем — оказываются биологически активными и небезразличными для организма. Поэтому применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они не угрожают здоровью человека. Вопросы о допустимости пищевых добавок к применению регламентируются Медикобиологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Известные фирмы-производители пищевых добавок, как правило, имеют сертификаты качества ISO 9000.

Перечень основных пищевых добавок, разрешенных к применению в хлебопечении, приведены (по СанПиН 2.3.2.1078 — 01) в табл. 1.

Таблица 1 – Пищевые добавки, разрешенные к применению в хлебопекарном производстве

Продолжение таблицы 1

Необходимость использования хлебопекарных улучшителей в хлебопечении обусловлена следующим:

• нестабильным качеством муки;

• разнообразием видов и свойств используемого сырья (в том числе нетрадиционного);

• расширением ассортимента хлебобулочных изделий с измененным химическим составом, более длительным сроком сохранения свежести и пр.;

• совершенствованием технологии производства, например распространением ускоренных и «холодных» способов тестоприготовления;

• применением нового оборудования с интенсивным механическим воздействием на тесто.

2. Практическое применение пищевых добавок и хлебопекарных улучшителей в мукомольном и хлебопекарном производствах

В практике хлебопекарного производства широкое применение находят:

• улучшители окислительного действия;

• улучшители восстановительного действия;

• поверхностно-активные вещества;

• ферментные препараты;

• модифицированные крахмалы;

• минеральные соли;

• консерванты;

• сухая пшеничная клейковина;

• сухие закваски (подкислители);

• ароматические и вкусовые добавки.

Многие добавки сочетают несколько технологических функций, которые поразному проявляются в такой сложной, мобильной гетерогенной системе, как тесто. Например, добавка сульфатов кальция (Е516) может проявлять себя как комплексообразователь, отвердитель, диспергирующий агент или активатор ферментных препаратов. Кроме того, действие улучшителя будет проявляться неодинаково в зависимости от состава, дозировки, способа и стадии его использования, а также от условий проведения механических и тепловых процессов в производстве хлеба. Подкисляющие добавки (сухие или жидкие закваски) используются в основном для производства ржаных и ржанопшеничных сортов хлебобулочных изделий.

Улучшители окислительного действия. Они применяются в мукомольном и хлебопекарном производстве для ускорения созревания и отбеливания муки; для улучшения качества хлеба из слабой по силе муки, а также для осветления мякиша хлеба. Окислительные агенты условно относят к трем группам — А, В и С.

Группа А — отбеливающего действия: отбеливает, но не влияет на созревание муки (перекись бензоила, перекиси жирных кислот, другие органические перекиси, ферментные препараты и др.).

Группа В — усиливающего действия: увеличивает объем, улучшает структуру и цвет мякиша, но не цвет муки (аскорбиновая, янтарная, молочная кислоты, азодикарбонамид, перекись кальция и др.).

Группа С — суммарного отбеливающего и усиливающего действия: отбеливает и ускоряет созревание муки (кислород, озон, окислы азота, двуокиси азота и хлора и др.).

Окислительные агенты изменяют состояние белковопротеиназного комплекса и «слизей» муки в сторону повышения ее силы, улучшения структурно-механических свойств теста, увеличения его газо- и формоудерживающей способности, удельного объема хлеба, уменьшения расплываемости подовых изделий.

В технологии хлебопекарного производства находят применение: аскорбиновая кислота (Е300), перекись кальция (Е930), азодикарбонамид (Е927а), перекись бензоила (Е938), сульфат кальция (Е516), продукты с липоксигеназной активностью (соевая мука и др.), ферменты окислительного действия (оксидазы, перокси- дазы) и др.

Аскорбиновая кислота (АК) необходима при использовании муки со слабой клейковиной, с повышенной автолитической активностью, муки из зерна, поврежденного клопом-черепашкой, а также морозобойного зерна. Аскорбиновая кислота способствует отбеливанию мякиша, увеличению формоустойчивости тестовых заготовок при расстойке и выпечке, улучшает структурномеханические свойства теста.

Изоаскорбинат натрия применяется в качестве замены АК при переработке пшеничной муки из дефектного зерна.

Пероксид кальция (Са0₂). Вещества, содержащие кальций, укрепляют структуру теста и увеличивают его водопоглотительную и газоудерживающую способность. Действующим началом перекиси кальция являются не ионы кальция, а легко отдаваемый кислород. Оптимальная дозировка Са0₂ зависит от свойств клейковины, сорта муки и составляет 0,0025...0,005% для муки высшего сорта; 0,005...0,02% — для I сорта и 0,02...0,03% — для II сорта.

Азодикарбоамид (АДА) улучшает свойства теста из свежесмолотой муки взамен длительной ее отлежки. Дозировка АДА составляет 0,0002...0,0045% к массе муки. Чем больше в муке отрубей, тем выше дозировка АДА. Новый продукт - инкапсулированный АДА - более эффективен на последних стадиях тестоприготовления.

Продукты с липоксигеназной активностью - соевая необезжиренная и термически необработанная мука, клеточный сок картофеля, масличные и зернобобовые культуры, горох и др. - содержат фермент липоксигеназу. В присутствии кислорода воздуха он окисляет полиненасыщенные жирные кислоты (линолевую, линоленовую и арахидоновую) с образованием гидроперекисей, из которых образуется атомарный кислород, окисляющий тиоловые группы клейковины. Положительный эффект сопровождается осветлением мякиша изделий благодаря окислению и обесцвечиванию пигментов муки. Дозировка может составлять 0,3...1,0%.

Ферменты окислительного действия - ферменты оксидазы, пероксидазы и др. - улучшают газоудерживающую способность и стабильность теста при разделке и окончательной расстойке, в результате чего повышается качество готовых изделий.

Улучшители восстановительного действия. Они воздействуют на физические свойства пшеничного теста противоположно действию окислителей. Восстановители увеличивают растяжимость клейковины и снижают ее упругость, ускоряют созревание теста и улучшают качество хлеба из муки с излишне хрупкой или короткорвущейся клейковиной.
К данной группе можно отнести тиосульфат натрия (Е539), L-цистеин и его калиевые и натриевые соли (Е920), глутатион (в его восстановленной форме), ферментные препараты (обладающие восстановительным действием), различные виды деструктурированной клейковины, сухие экстракты обработанных хлебопекарных дрожжей.

Тиосульфат натрия (гипосульфит, Na₂S₂0₃•5Н₂0, ГОСТ 244-76) высшего или I сорта применяют в количестве 0,001...0,002% к массе муки в зависимости от способа выпечки хлеба (подовый или формовой).
L-цистеин вводят в количестве 0,005...0,015% к массе муки. Действие этого препарата усиливается, если его предварительно активировать в течение 10...15 мин в водно-мучной суспензии влажностью 65...70% при 31...35°С.

Глутатион представляет собой трипептид, в состав которого входит остаток цистеина, содержащий группу — SH. Он содержится в зерне, муке и в значительном количестве в дрожжах. Глутатион в восстановленном состоянии способен расслаблять клейковину, улучшать структурно-механические свойства теста из муки, обладающей крепкой клейковиной.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Это вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела двух фаз, снижая поверхностное натяжение. В хлебопечении ПАВ выполняют двоякую функцию:эмульгаторов — для эмульгирования жира, добавляемого в тесто, чтобы улучшить его распределение по всей массе теста и повысить усвояемость хлеба;хлебопекарного улучшителя — для стимулирования процесса брожения.

ПАВ в зависимости от характера влияния на структурномеханические свойства теста и готового изделия делятся на две группы: укрепляющие свойства клейковины (анионактивные) и формирующие оптимальные структурные свойства мякиша изделия (неионогенные и амфолитные).

Анионактивные эмульгаторы укрепляют клейковину, препятствуют ее протеолизу, что повышает газоудерживающую способность теста на стадиях окончательной расстойки и начального периода выпечки. Кроме того, тесто становится более плотным, лучше поддается разделке и формованию тестовых заготовок, что в конечном счете повышает удельный объем готовых изделий.

Неионогенные и амфолитные ПАВ, наоборот, ослабляют тесто, снижают его упругость и повышают растяжимость клейковины.

В последние время установлена эффективность применения в хлебопекарном производстве целого ряда ПАВ, в частности анионактивных: стеароил-молочной кислоты, эфиров молочной кислоты и высокомолекулярных жирных кислот с различной длиной углеродной цепи, эфиров моноглицеридов и стеариновой кислоты, эфиров моноглицеридов и диацетилвинной кислоты, эфиров сорбита, стеароилцитрата (сложного эфира стеариновой и лимонной кислот); неионогенных: моноглицеридов жирных кислот и их эфиров, эфиров пропиленгликоля и высших жирных кислот; амфолитных: фосфатидных подсолнечных концентратов, лецитина соевых бобов, лецитина яиц и лецитина, полученного из соевого масла.

Ферментные препараты. Назначение ферментных препаратов состоит в том, чтобы форсировать биохимические процессы, катализируемые ферментами, содержащимися в препарате.

В качестве ферментных препаратов используются следующие: солод (источник а-амилазы, протеолитических и других ферментов), препараты с активными ферментами — а-амилазой, глюкоамилазой (лактазой), цитолитическими и целлюлитическими системами (пентозаназой, гемицеллюлазой, а-глюканазой и т. д.), глюкозооксидазой и др.
Так, ферменты а-амилаза и гемицеллюлаза участвуют в расщеплении крахмала до простых сахаров, что необходимо для лучшего питания дрожжей, повышения водопоглотительной и газообразующей способности теста, обеспечения стабильности тестовых заготовок, предотвращения затягивания теста. Ферменты также способствуют образованию большего удельного объема хлеба, получению тонкой корочки, замедлению процесса черствения, повышению эластичности мякиша и улучшению структуры пористости.В случае слабой муки нужно одновременно с ферментными препаратами добавлять и окислительные агенты, так как в ферментных препаратах могут содержаться протеазы, значительно ослабляющие клейковину. Ферментные препараты рекомендуется добавлять в опары или закваски для того, чтобы ферментативные процессы, улучшающие хлеб, проходили более длительно. Дозировка ферментных препаратов для улучшения пшеничного хлеба0,001...0,0015% к массе муки, для улучшения качества ржаного хлеба — 0,902...0,05% от массы муки. Перед применением ферментные препараты растворяют в воде температурой 30°С.

Модифицированные крахмалы. В хлебопечении модифицированные крахмалы используют для улучшения структурно-механических свойств теста, замедления черствения хлеба.

В зависимости от способа получения их классифицируют на расщепленные крахмалы — гидролизованные (кислотами или ферментами) и окисленные (перманганатом калия, гипохлоритом кальция и др.); эфиры крахмала — сложные (фосфатные, ацетатные, оксиалкельные) и простые (карбоксиметилкрахмал); сшитые крахмалы (хлорокисью фосфора, эпихлоригидрилом и др.) и набухающие крахмалы (экструзионные и вальцовой сушки).

Существует девятнадцать разных наименований модифицированных крахмалов (Е1400...Е1405, Е1410...Е1414, Е1420...Е1423, Е1440, Е1442, Е1443, Е1450). Для технологии хлебопекарного производства практическое значение имеют окисленные крахмалы, которые используются как средство улучшения качества изделий.

Применение модифицированных крахмалов разных марок повышает гидрофильные свойства муки и усиливает процесс изменения белков клейковины в тесте в требуемом направлении, что обеспечивает улучшение структурно-механических свойств теста и качества хлеба: объем хлеба возрастает на 10...20%, улучшается структура пористости, мякиш становится более эластичным и несколько светлее. Хлеб сохраняет свежесть более продолжительное время, чем без добавок. Сушки и баранки имеют более яркую окраску, улучшаются их хрупкость и намокаемость.

Сухая пшеничная клейковина. Под клейковиной понимают гидратированную белковую, связную, упруго-пластичную, способную растягиваться массу, получаемую при отмывании ее водой из пшеничного теста. В пшеничном тесте набухшие нерастворимые в воде белки (глиадин и глютенин) образуют непрерывную губчатосетчатую структурную основу (каркас), в значительной мере обусловливающую физические свойства теста и силу муки.

В среднем клейковина состоит из следующих компонентов (в % к сухим веществам клейковины): белковые вещества — 80...85; жир — 2...4; минеральные соли — 1...2; клетчатка — 1...2; углеводы (кроме клетчатки) — 7...9. Кроме того, в состав клейковины входят ферменты муки, витамины и др. Различают клейковину сырую — отмытую вместе с поглощенной после замеса теста водой и сухую — после высушивания. Содержание сырой клейковины в муке высшего сорта не менее 28%; I сорта — 30%; II — 25%; обойной — 20%.

Сухую клейковину получают либо на специальных предприятиях, либо на заводах крахмального производства как побочный продукт при переработке пшеницы на крахмал. Разработано около 15 схем технологического процесса разделения пшеницы на клейковину и крахмал, различающихся по виду исходного сырья (зерно, мука), методу отделения крахмала от клейковины (механический, химический, ферментативный) и качеству клейковины (нативная или денатурированная).

Сухая пшеничная клейковина используется для улучшения хлебопекарных свойств муки с низким содержанием клейковины, при переработке пшеничной муки с клейковиной слабой по силе, при приготовлении сдобных изделий (рулеты, булочки), слоеных дрожжевых изделий (круассаны), изделий на основе замороженных полуфабрикатов, для производства диетических (диабетических) сортов хлеба, а также как компонент комплексных хлебопекарных улучшителей.

Функциональные свойства сухой клейковины заключаются в высокой адсорбционной способности, образовании стабильной пространственной структуры и ее термоустойчивости до 85°С.

Применение сухой клейковины повышает водопоглотительную способность теста, улучшает структурно-механические свойства полуфабрикатов и качество хлеба, увеличивает срок сохранения его свежести, повышает выход на 2...8%. Оптимальные дозировки сухой пшеничной клейковины составляют 2...4% к массе муки, при одновременном увеличении влажности теста на 1...3%.

Минеральные соли. К минеральным добавкам относят ряд химических элементов (натрий, магний, фосфор, сера, калий, кальций, железо, медь, цинк, марганец), способных улучшать хлебопекарные свойства муки и интенсифицировать процесс брожения полуфабрикатов. К таким соединениям относятся некоторые минеральные соли, которые регулируют жизненные процессы дрожжевой клетки и влияют на свойства теста — фосфорнокислые соли аммония, калия и магния, хлорид кальция, глюконат и лактат кальция, полифосфаты, триполифосфат натрия.

Консерванты. Проблема продления свежести хлебобулочных изделий связана с замедлением процессов черствения, стабилизации влажности и предотвращением микробиологической порчи готовых изделий.
Консервация хлебобулочного изделия — это комплекс технологических мероприятий, позволяющих сохранить потребительские свойства изделия при хранении. Консервация может осуществляться путем обработки спиртом его поверхности с последующим упаковыванием, путем тепловой обработки (в одну, две и более стадий) упакованного изделия, стерилизацией (путем введения в рецептуру изделия консервирующих веществ).

Такие пищевые добавки, как ферментные препараты, эмульгаторы, пищевые гидроколлоиды, предотвращают процессы ретроградации крахмала, продлевая свежесть хлебобулочных изделий.

Для предотвращения размножения бактерий, плесеней и дрожжей в пищевых средах находят распространение консерванты — бензойная и сорбиновая кислоты и их соли, а также уксусная, пропионовая кислоты и другие вещества.

Пряности. Для придания хлебобулочным изделиям приятного вида и специфического аромата применяют пряности растительного происхождения, вкус и аромат которых обусловлены содержащимися в них эфирными маслами, глюкозидами и алкалоидами. В качестве пряностей применяются разные части растений: плоды (тмин, анис, кориандр, кардамон); семена (мак, кунжут, мускатный орех); цветы (шафран, гвоздика); кора (корица). Пряности поступают на предприятия в виде целых семян, палочек, дробленых частиц или порошка. Они могут использоваться при замесе теста, в виде посыпок поверхности изделий, могут входить в состав начинок.

Ароматизаторы. Пищевой ароматизатор — это добавка, вносимая в пищевой продукт для улучшения его аромата и вкуса и представляющая собой вкусоароматическое вещество или смесь вкусоароматических веществ с растворителем или сухим носителем (наполнителем) или без них.
Ванилин получают синтетически. Он представляет собой белый или светло-желтый порошок, состоящий из игольчатых кристаллов, обладающих характерным ванильным запахом. По химической структуре ванилин является ароматическим альдегидом.

Ванильный сахар представляет собой сахарпесок или сахарную пудру, ароматизированную ванилином или арованилоном. Цвет - белый или слегка желтоватый, запах - явно выраженный ванильный, вкус - сладкий с горьковатым привкусом, свойственным ванилину. В ванильном сахаре должно содержаться (2,5 ± 0,2)% ванилина или не менее 0,625% арованилона; посторонние примеси не допускаются. Влажность — не более 0,2%.

Эссенции относятся к ароматизаторам, то есть веществам с сильным и приятным запахом, добавляемым в тесто для улучшения аромата изделий. Ароматические эссенции - это прозрачные жидкости, представляющие собой водно-спиртовые или спиртовые растворы натуральных или синтетических ароматических веществ.

Комплексные хлебопекарные улучшители. Эти улучшители представляют собой смесь из натуральных компонентов (окислителей, восстановителей, ПАВ, ферментных препаратов, модифицированных крахмалов, минеральных солей и др.), равномерно распределенных в муке с добавлением инертного наполнителя (крахмал, сухая пшеничная клейковина, соевая мука, сухая молочная сыворотка, сухое обезжиренное молоко и др.). Некоторые наполнители могут являться также функциональными компонентами (соевая мука, пшеничная клейковина и др.).

Применение комплексных улучшителей позволяет одновременно воздействовать на белок и крахмал, повышать улучшающий эффект благодаря явлению синергизма при отдельных сочетаниях улучшителей, уменьшать дозировку дорогостоящего улучшителя, не снижая его действия.

Улучшители нивелируют отдельные отклонения в качестве исходного сырья и в технологическом процессе приготовления хлеба таким образом, что это уже не оказывает отрицательного воздействия на качество готовой продукции.

В целом использование улучшителей является эффективным средством корректировки хлебопекарных свойств муки, оптимизации и интенсификации технологических процессов, получения теста с определенными реологическими свойствами, стабилизации качества изделий, продления их свежести, расширения ассортимента, а также улучшения экономических показателей производства, снижения себестоимости продукции.

Современный рынок располагает большим ассортиментом комплексных улучшителей широкого спектра действия отечественного и зарубежного производства. Они отличаются составом (наличием различных энзимов, эмульгаторов и других ингредиентов), дозировкой, эффективностью, универсальностью и т. д. Главными факторами при использовании этих улучшителей являются физиологическая безопасность, эффективность и цена.

Условно могут быть выделены два вида улучшителей: универсальные и специальные. Универсальные предназначены для любого вида теста (пшеничного, ржаного, ржано-пшеничного), приготавливаемого по ускоренной и традиционной технологии периодическим или непрерывным способом. Специальные предназначены для: сдобного теста с повышенным содержанием (более 14%) сахара и жира; быстрозамороженного теста; изделий из слоеного теста (круассанов и др.); муки из проросшего зерна или пораженного клопом-черепашкой; муки, зараженной картофельной болезнью; муки с короткорвущейся клейковиной и др.

Состав поликомпонентных (комплексных) улучшителей: наполнители (мука пшеничная, соевая, крахмал и др.); окислители; восстановители; ферменты (энзимы); эмульгаторы (ПАВ); солодовая мука; солодовый экстракт; модифицированные крахмалы; сульфат кальция; карбонат кальция; кальция пропионат; фосфорнокислый кальций; хлористый аммоний; углеводы (сахароза, декстроза); лецитин; мука соевая; кислоты (лимонная, молочная и др.); белоксодержащие добавки (сухая клейковина, сухое молоко, растительный белок и др.); гидрогенизированные растительные масла и др.