2 Условия и методика проведения исследований

2.1. Краткая характеристика объектов исследований и методика проведения экспериментов

Исследования проводились в условиях лаборатории технологического факультета на кафедре «Технология производства и экспертиза продуктов из растительного сырья».

При проведении исследований были использованы современные методики определения качества сырья и готовой продукции. Данные исследования проводились на выявление влияния порошка корня девясила на качество хлеба из муки пшеничной высшего сорта. За контрольный образец был принят хлеб, полученный путем пробной лабораторной выпечки только с использованием муки, без добавления порошка корня девясила. Остальные образцы получены с добавлением порошка корня девясила в количестве 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0%. Схема опыта приведена в таблице

Таблица

Схема опыта

Варианты опыта	Количество муки, г	Количество порошка корня девясила, г	Соль,г	Дрожжи, г
Мука 100% (контроль)	200,0	-	3,0	6,0
Мука 100,0%, порошок корня девясила 1,0%	200,0	2,0	3,0	6,0
Мука 100,0%, порошок корня девясила 2,0%	200,0	4,0	3,0	6,0
Мука 100,0%, порошок корня девясила 3,0%	200,0	6,0	3,0	6,0
Мука 100,0%, порошок корня девясила 4,0%	200,0	8,0	3,0	6,0
Мука 100,0%, порошок корня девясила 5,0%	200,0	10,0	3,0	6,0

Лабораторная пробная выпечка из муки пшеничной проводится в соответствии с ГОСТ 27669-88 «Мука пшеничная хлебопекарная. Метод пробной лабораторной выпечки» [8].

Из муки с содержанием 960 г сухого вещества замешивают тесто с влажностью, постоянной для каждого сорта муки. Тесто готовят безопарным способом. Тесто должно иметь температуру 32°С. Брожение теста происходит в термостате при этой же температуре в течение 170 минут. Через 60 и 120 минут после начала брожения тесто подвергают обминке. Из выброженного теста формуют тестовые заготовки для двух формовых хлебцев. Расстойку тестовых заготовок ведут до готовности. Выпечку ведут при температуре 220...230°С в течение 20 минут.

Качество хлеба оценивается через 4...24 часа по показателям объемного выхода в мл на 100 г муки (при ее влажности 14,5%). Кроме того, проводится органолептическая оценка формы хлеба, окрашенности и характера корки, эластичности и структуры пористости мякиша, а также его вкуса. Все эти признаки характеризуются словесно и балльной оценкой.

2.2 Методика определения показателей качества сырья и продукта

При проведении исследований были использованы методики по определению качества муки пшеничной, числа падения, влажности муки, водопоглотительной способности муки, кислотности, показатели качества хлеба.

Определение количества и качества клейковины в муке. Выполняется в соответствии с ГОСТ 27839-88 «Мука пшеничная. Методы определения количества и качества клейковины» [6] .

Определение количества клейковины. Из муки выделяют навеску 25 г или более с таким расчетом, чтобы получить выход сырой клейковины не менее 4 г. Муку помещают в фарфоровую чашку и заливают 14 мл воды температурой 18±2^оС. После этого пестиком или шпателем замешивают тесто, пока оно не станет однородным. Приставшие к пестику частицы присоединяют к куску теста и хорошо проминают тесто руками. Скатанное в шарик тесто кладут в ступку или чашку, закрывают крышкой и оставляют на 20 мин.

По истечении 20 мин начинают отмывание клейковины вручную в тазу или чашке. В таз наливают не менее 2 л воды температурой 18±2^оС, опускают тесто в воду и отмывают крахмал и частицы оболочек зерна, разминая тесто руками. Отмывание ведут над густым капроновым ситом. Когда в воде накапливается крахмал и частицы оболочек, воду меняют, процеживая ее через густое шелковое или капроновое сито.

Отмывание ведут до тех пор, пока оболочки не будут полностью отмыты, и вода, стекающая при отжимании клейковины над стаканом воды, не станет почти прозрачной (без мути).

Отмытую клейковину отжимают между ладонями, вытирая их время от времени сухим полотенцем. При этом клейковину несколько раз выворачивают и снова отжимают между ладонями, пока она не начнет слегка прилипать к рукам. Отжатую клейковину взвешивают, затем еще раз промывают 2-3 мин, вновь отжимают и взвешивают. Если разница между двумя взвешиваниями не превышает ±0,1 г, то отмывку клейковины считают законченной. Количество сырой клейковины выражается в процентах к навеске муки.

Количество сырой клейковины выражается в процентах к навеске муки и определяется по формуле

, ()

где m_k - масса клейковины, г;

m_н - масса навески муки, г.

Определение качества сырой клейковины.

Деформацию клейковины определяют на приборе ИДК. Для этого из окончательно отмытой клейковины выделяют навеску 4 г, обминают ее 3-4 раза пальцами, делают шарик и помещают его на 15 мин в чашку с водой (с температурой 18±2^оС).

Если вес отмытой клейковины менее 4 г, необходимо увеличить навеску муки и заново отмыть клейковину.

Работу на приборе ИДК проводят следующим образом: на столик прибора помещают навеску клейковины (перебивка клейковины перед испытанием не допускается), нажимают кнопку включения реле времени, и груз свободно опускается на клейковину. После 30 с реле времени срабатывает, и на табло выводился результат. Результат выражается в условных единицах прибора ИДК, в зависимости от этого клейковину относят к соответствующей группе качества (табл. ).

Таблица

Группы качества клейковины по результатам прибора ИДК

Показания прибора в условных единицах	Группа качества	Характеристика клейковины
0 - 15	III	Неудовлетворительная крепкая
20 - 40	II	Удовлетворительная крепкая
45 - 75	I	Хорошая
80 - 100	II	Удовлетворительная слабая
105 - 120	III	Неудовлетворительная слабая

Определение числа падения на приборе ПЧП-3. Выполняется в соответствии с ГОСТ 27676-88 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения числа падения» [4].

В муке определяется влажность по ГОСТ 9404-88 «Мука и отруби. Метод определения влажности» [3].

Число падения - это период времени в секундах, необходимый для падения с определенной высоты шток - мешалки (пуансона) в пробирке прибора, заполненной водной суспензией муки или размолотого зерна (шрота) с кипящей дистиллированной водой.

Для параллельного определения из муки выделяют две навески, массу которых в зависимости от влажности определяют по таблице №.

Таблица

Масса навески для анализа в зависимости от влажности

Влажность муки, %	Масса навески, г	Влажность муки, %	Масса навески, г
9,0 - 9,1	6,40	13,7 - 14,3	6,90
9,2 - 9,6	6,45	14,4 - 14,6	6,95
9,7 - 10,1	6,50	14,7 - 15,3	7,00
10,2 - 10,6	6,55	15,4 - 15,6	7,05
10,7 - 11,3	6,60	15,7 - 16,1	7,10
11,4 - 11,6	6,65	16,2 - 16,6	7,15
11,7 - 12,3	6,70	16,7 - 17,1	7,20
12,4 - 12,6	6,75	17,2 - 17,4	7,25
12,7 - 13,3	6,80	17,5 - 18,0	7,30
13,3 - 13,6	6,85

В водяную баню наливают дистиллированную воду так, чтобы ее уровень находился в 2-х - 3-х см от верхнего края бани. Воду доводят до кипения и поддерживают ее в состоянии интенсивного кипения в течение всего определения.

Навески муки одновременно помещают в две вискозиметрические пробирки, наливают 25 см³ дистиллированной воды температурой (20±5^оС).

Пробирки закрывают резиновой пробкой и сильно встряхивают 20-25 раз для получения однородной суспензии. Вынимают пробки, колесиком шток - мешалки снимают прилипшие частицы продукта и присоединяют их к общей массе суспензии.

Через отверстие в крышке помещают пробирки вместе со шток - мешалкой в кипящую водяную баню, закрепив ее в держателе таким образом, чтобы фотоэлемент прибора находился напротив шток - мешалки. В это же время автоматически включается счетчик времени. Через 5 с после погружения пробирок в водяную баню начинает работать шток-мешалка, которая перемешивает суспензию в пробирке. Через 60 с шток - мешалка автоматически останавливается в верхнем положении, после этого начинается ее свободное падение. После полного опускания шток - мешалки счетчик автоматически останавливается.

По счетчику определяется число падения - это время в секундах с момента погружения пробирки с суспензией в водяную баню до момента полного опускания шток - мешалки.

За окончательный результат определения числа падения принимается среднее арифметическое значение результатов параллельного определения двух навесок, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 10%.

В таблице 7 приведены значения числа падения муки пшеничной высшего сорта.

Таблица

Характеристика муки пшеничной по показателю числа падения

Вид продукции	Сорт	Величина показателя числа падения, с
Мука пшеничная	высший	более 200

Определение влажности муки. Выполняется в соответствии с ГОСТ 9404-88 «Мука и отруби. Метод определения влажности» [3].

Влажность муки определяли с помощью сушильного шкафа СЭШ-3М. Сушильный шкаф СЭШ-3М готовят к работе следующим образом: контактный термометр переключают на температуру 130^оС, при достижении в камере сушильного шкафа температуры 130^оС отключают контактный термометр и разогревают шкаф до температуры 140^оС.

Из эксикатора извлекают две чистые просушенные металлические бюксы и взвешивают с точностью до второго десятичного знака.

Муку сразу переносят в две металлические бюксы и массу каждой навески доводят до 5 г, после чего взвешенные бюксы с мукой закрывают и помещают в эксикатор.

Контактный термометр переключают на температуру 130^оС и в шкаф быстро помещают бюксы с навесками муки, причем сначала в гнездо ставят крышку, а на крышку - бюксу. Свободные гнезда шкафа заполняют пустыми бюксами. Высушивают в течение 40 мин. Отсчет времени ведется с момента установления температуры 130^оС.

По истечении экспозиции высушивания бюксы с мукой извлекают из шкафа, закрывают крышкой и переносят в эксикатор до полного охлаждения, примерно на 20 мин (но не более 2 ч). Охлажденные бюксы с мукой взвешивают с точностью до второго десятичного знака и ставят в эксикатор до конца подсчетов.

Влажность вычисляется по формуле

Х = 20*(m₁ – m₂) , % (2.2)

где m₁ - масса навески муки до высушивания, г;

m₂ - масса навески муки после высушивания, г.

Результаты вычислений записываются до второго десятичного знака.

Допускаемое расхождение результатов двух параллельных определений не должно превышать 0,2%.

За окончательный результат определения влажности муки принимали среднее арифметическое значений результатов двух параллельных определений.

Методика определения ВПС вручную.

В фарфоровую чашку насыпают 25 г муки и, перемешивая муку стеклянной палочкой, постепенно доливают воду до тех пор, пока образующееся тесто не приобретет нормальную консистенцию (при нажатии пальцем на поверхность теста углубление должно исчезнуть). Затем замеряют количество воды, использованное для образования теста нормальной консистенции.

ВПС вычисляется по формуле

, (2.3)

где В - количество воды, затраченное на замес теста, мл;

М - количество муки, г.

При массе навески муки, равной 25 г формула упрощается и приобретает следующий вид:

(2.4)

Определение кислотности проводят по ГОСТ 27493-87 «Мука и отруби. Метод определения кислотности по болтушке». Пробы муки для анализа отбирают по ГОСТ 27668-88 «Мука и отруби. Приемка и методы отбора проб» [12].

Кислотность - важный показатель качества муки, свидетельствующий о ее свежести.

Для определения кислотности берут навеску муки массой 5,00±0,01г, высыпают в сухую коническую колбу вместимостью 100 см³ и приливают 50 см³ дистиллированной воды. Содержимое колбы немедленно перемешивают взбалтыванием до исчезновения комочков. В полученную смесь добавляют 3 капли спиртового раствора с массовой долей фенолфталеина 1% и титруют раствором гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм³ до появления розовой окраски, не исчезающей при спокойном стоянии колбы в течение 20-30 сек. Кислотность муки К_м (град) определяется объемом раствора гидроксида натрия концентрацией 0.1 моль/дм³, требующимся для нейтрализации кислот и кислотосодержаших веществ в 100 г продукта, и вычисляется по формуле:

К_м =,(2.5)

где V - объем раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм³, см³;

m_М - масса навески муки, г;

1/10 - коэффициент пересчета концентрации раствора гидроксида натрия 0,1 моль/дм³ на концентрацию 1 моль/дм³;

100 - коэффициент пересчета на 100 г продукта.

Вычисления проводят до второго десятичного знака с последующим округлением результата до первого десятичного знака. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,2 град.

По органолептическим показателям качества хлеб должен соответствовать требованиям нормативных документов на данный вид хлеба по таким показателям как: внешний вид, который предусматривает оценку формы и состояния поверхности, цвет, состояние мякиша, вкус и запах.

Внешний вид хлеба определяют путем его осмотра. При этом обращают внимание на: симметричность и правильность его формы. Цвет корок можно характеризовать как бледный, золотисто-желтый, светло-коричневый, коричневый, темно-коричневый. При определении состояния корок обращают внимание на: правильность формы (выпуклая, плоская, вогнутая), на ее поверхность (гладкая, неровная, бугристая, со вздутиями и трещинами или с подрывами).

Цвет мякиша характеризуют как белый, серый или темный и его оттенки (желтоватый, желтый, сероватый, серый) и т.д. Отмечают также равномерность окраски.

При оценке эластичности мякиша нажимают одним пальцем или двумя поверхность среза, вдавливают мякиш и, быстро оторвав палец от поверхности, наблюдают за мякишем. При полном отсутствии остаточной деформации эластичность мякиша характеризуется хорошей; при наличии незначительной остаточной деформации - средней; при сминаемости мякиша и значительной остаточной деформации мякиша - плохой. При оценке состояния пористости хлеба обращают внимание на величину пор (мелкие, средние, крупные), равномерность распределения пор и толщину стенок пор (тонкостенная, средней толщины, толстостенная).

Аромат и вкус определяют при дегустации изделия. Вкус может быть нормальным, кислым, пресным, горьковатым. Иногда хлеб имеет и посторонние запахи, влияющие на его вкус.

Влажность хлеба нормируется нормативными документами от 39 до 48%. Кислотность хлеба выражают в градусах Неймана или °Н, кислотность влияет на вкусовые свойства хлеба. Для пшеничного хлеба кислотность составляет 2,5-5 градусов. Органолептические показатели хлеба оценивали в соответствии с данными таблицы 8.

Качество хлеба оценивали по внешнему виду изделия, по форме и цвету корки. Мякиш хлеба оценивали по цвету, пористости, эластичности и вкусу.

Таблица 8

Внешний вид хлеба и характеристика мякиша

Показатели	Оценка, балл
	5	4	3		2	1
Внешний вид изделия
Поверхность	гладкая	ровная	шероховатая	с трещинами		рваная
Форма корки	выпуклая	средне выпуклая	слабо выпуклая	плоская		вогнутая
Цвет корки	коричневый с румяным оттенком	светло-корич- невый	желто-золотистый	пепельно- серый		бледный
Характеристика мякиша
Цвет	белый или желтоватый	белый с сероватым оттенком	серый	темно-серый или грязно-желтый			темный
Пористость	мелкая, ажурная, равномерная, тонкостенная	мелкая, неравномерная, тонкостенная	крупная, равномерная или тонкостенная неравномерная	плотная, неравномерная, толстостенная			очень крупная, неравномерная, рваная
Эластичность	мякиш нежный, при нажатии пальцем легко восстанавливает первона-чальную структуру	мякиш мягкий, нежный	при нажатии пальцем с трудом восстанавливает первона-чальную структуру	мякиш крошащийся			мякиш заминаю-щийся
Вкус	нормальный, свойственный хлебу	пресный	резко сладкий или соленый	дрожжевой			не свойст-венный хлебу

В соответствии с этими показателями выводится балльная оценка.

Определение объема хлеба. Выполняется в соответствии с ГОСТ 27669-88 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Метод определения объема хлеба»[8].

Объем хлеба V определяется как разница объема аттестованной пустой емкости Vп и дополняющего объема сыпучего материала - заполнителя Уд, засыпанного в ту же емкость с находящимся в ней испытываемым хлебом:

V = Vп – Уд (2.6)

В качестве сыпучего материала применяют какое-либо мелкое зерно-просо, рапс и т.п.

Перед началом измерения получают объем пустой емкости V при заполнении ее подготовленным зерном.

Емкость заполняют зерном, а излишки с верхней поверхности удаляют линейкой в бункер и дополнительную емкость. Открывают шторки дна емкости и высыпают зерно в предварительно очищенную дополнительную емкость.

Для определения дополняющего объема Уд на место дополнительной емкости устанавливают мерный цилиндр. Высыпают в емкость из дополнительной емкости небольшое количество, на которое кладут измеряемый хлеб. Засыпают зерном емкость с хлебом так, чтобы образовалась горка. Излишки зерна удаляют в бункер, проведя ребром линейки по краям емкости. Из бункера зерно поступает в мерные цилиндры. Объем зерна в цилиндрах равен объему хлеба V.

Определение пористости мякиша хлеба. Выполняется в соответствии с ГОСТ 5669-96. «Хлебобулочные изделия. Метод определения пористости» [7].

Пористость определяют следующим образом: из середины лабораторного образца вырезают кусок (ломоть) шириной не менее 7-8 см.

Из мякиша куска на расстоянии не менее 1 см от корок делают выемки цилиндром прибора, для чего острый край цилиндра, предварительно смазанный растительным маслом, вводят вращательным движением в мякиш куска. Заполненный мякишем цилиндр укладывают на лоток так, чтобы ободок его плотно входил в прорезь, имеющуюся на лотке. Затем хлебный мякиш выталкивают из цилиндра втулкой, примерно на 1 см, и срезают его у края цилиндра острым ножом. Отрезанный кусочек мякиша удаляют. Оставшийся в цилиндре мякиш выталкивают втулкой до стенки лотка и также отрезают у края цилиндра.

Для определения пористости пшеничного хлеба делают три цилиндрических выемки, для ржаного хлеба и хлеба из смеси муки - четыре выемки объемом (27±0,5) см каждая. Приготовленные выемки взвешивают одновременно.

Пористость П (%), вычисляют по формуле

, (2.7)

где V - общий объем выемок хлеба, см ;

m - масса выемок, г;

р - плотность беспористой массы мякиша.

Вычисления проводят с точностью до 1,0%

Плотность беспористой массы р принимают равной 1,31 - из пшеничной муки высшего и первого сорта.

Определение влажности мякиша хлеба выполняется в соответствии с ГОСТ 21094-75. «Хлеб и хлебобулочные изделия. Методы определения влажности». Для выполнения определения влажности используют шкаф сушильный электрический СЭШ-ЗМ с нагревом сушильной камеры до 150°С и с терморегулятором, обеспечивающим создание и поддержание температуры в рабочей зоне высушивания 100-140°С с погрешностью ±2°С.

Новые бюксы просушивают в сушильном шкафу в течение 60 мин и помещают для полного охлаждения в эксикатор.

Сушильный шкаф СЭШ-ЗМ готовят к работе следующим образом:

-контактный термометр переключают на температуру 130°С и оставляют включенным до конца измельчения навесок мякиша хлеба;

-при достижении в камере сушильного шкафа температуры 130⁰С отключают контактный термометр и разогревают шкаф до температуры 140°С.

Из эксикатора извлекают две чистые просушенные металлические бюксы и взвешивают с точностью до второго десятичного знака.

Измельченный мякиш хлеба сразу переносят в две металлические бюксы и массу каждой навески доводят до 5 г, после чего взвешенные бюксы с хлебом закрывают и помещают в эксикатор.

Контактный термометр переключают на температуру 130°С и в шкаф быстро помещают бюксы с навесками мякиша хлеба, причем сначала в гнездо ставят крышку, а на крышку - бюксу. Свободные гнезда шкафа заполняют пустыми бюксами. Высушивают в течение 40 мин. Отсчет времени ведется с момента установления температуры 130°С.

По истечении экспозиции высушивания бюксы с измельченным мякишем извлекают из шкафа, закрывают крышкой и переносят в эксикатор до полного охлаждения, примерно на 20 мин (но не более 2 ч). Охлажденные бюксы с измельченным мякишем взвешивают с точностью до второго десятичного знака и ставят в эксикатор до конца подсчетов.

Влажность хлеба (X) в процентах вычисляется по формуле

Х = 20*(m₁-m₂), (2.8)

где m₁ - масса навески измельченного мякиша до высушивания, г;

m₂ - масса навески измельченного мякиша после высушивания, г.

Результаты вычислений записывают до второго десятичного знака.

Допускаемое расхождение результатов двух параллельных определений не должно превышать 0,2%.

За окончательный результат определения влажности хлеба принимается среднее арифметическое значений результатов двух параллельных определений.

Определение кислотности хлеба. Проводится в соответствии с ГОСТ 5670-96 «Хлебобулочные изделия. Методы определения кислотности» [].

Показатель кислотности хлеба характеризует качество хлеба с вкусовой и гигиенической стороны и обусловлен всеми кислореагирующими веществами муки и продуктами жизнедеятельности дрожжей и бактерий: углекислой, молочной, янтарной и другими кислотами. Кислотность хлеба выражается в градусах кислотности. Под градусом кислотности понимают количество мл нормального раствора едкого натра или едкого калия, необходимого для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 г хлебного мякиша.

Методика определения. Образцы готовых изделий разрезают пополам и от одной половины отрезают кусок массой около 70 г, у которого срезают корки и подкорковый слой общей толщиной около 1 см, кусок изделия быстро измельчают и перемешивают.

Отвешивают с точностью до 0,01 г 25 г измельченного мякиша. Навеску помещают в тару, емкостью 500 мл мерную колбу, емкостью 250 мл наполняют до метки водой комнатной температуры. Около 1/3 взятой воды переливают в емкость с хлебом, который после этого быстро растирают деревянной лопаткой или стеклянной палочкой с резиновым наконечником до получения однородной массы (без заметных комочков не растертого хлеба).

К полученной смеси приливают из мерной колбы всю оставшуюся воду. Смесь энергично встряхивают 2 мин и оставляют в покое при комнатной температуре на 10 мин. Затем снова энергично встряхивают 2 мин и оставляют в покое в течение 8 мин.

Через 8 мин отстоявшийся жидкий слой осторожно сливают через частое сито или марлю в сухой стакан. Из стакана отбирают пипеткой по 50 мл раствора в 2 конические колбы и титруют 0,1 нормальным раствором едкого калия или едкого натра с 2-3 каплями фенолфталеина до получения слабо-розового окрашивания, который не исчезает, если колба спокойно стоит в течение 1 мин.

Кислотность в град. (X) вычисляли по формуле

X = 25x50x4xlxV/250x10 (2.9)

где 25 - навеска продукта, г;

50 - количество раствора, взятого для титрования, мл;

4 - коэффициент, приводящий к 100 г навески;

1/10 - приведение 0,1 нормального раствора NaOH или КОН к нормальному;

V - количество мл 0,1 нормального раствора NaOH или КОН;

250 - объем воды, взятой для извлечения кислот, мл.

Расхождение между параллельными титрованиями допускается не более 0,3 град.