Технология использования добавки "Ламинар" при производстве макаронных изделий

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Дипломная работа

Технология использования добавки "Ламинар" при производстве макаронных изделий

Содержание

Введение

1. Обзор литературных источников

1.1 Роль макаронных изделий в рационе питания

1.2 Биологическая роль йода

1.3 Содержание йода в пищевых продуктах

1.4 Способы обогащения пищевых продуктов йодом

1.5Ламинар как источник йода

1.6 Пищевая добавка «Ламинар»

2. Объекты и методы исследований

2.1 Организация проведения экспериментальных работ

2.2 Объекты исследований

2.3 Методы исследования

2.3.1 Методы исследования сырья

2.3.1.1 Определение запаха, вкуса и хруста (по ГОСТ 27558-87)

2.3.1.2 Определение влажности муки (по ГОСТ 9404-88)

2.3.1.3 Определение водопоглотительной способности муки

2.3.1.4 Методы исследования количества и качества клейковины

2.3.1.5 Определение свойств крахмала по методике, разработанной на кафедре «Технология хлебопекарного производства» МГУПП

2.3.1.6 Метод определения взаимодействия «Ламинара» с крахмалом пшеничной муки

2.3.2Методы исследования полуфабрикатов

2.3.2.1 Метод определение реологических показателей макаронного теста на пенетрометре

2.3.3 Методы анализа готовых изделий

2.3.3.1 Определение цвета, состояния поверхности, излома и формы макаронных изделий (по ГОСТ Р 52377-2005)

2.3.3.2 Определение запаха и вкуса (по ГОСТ Р 52377-2005)

2.3.3.3 Определение влажности (по ГОСТ Р 52377-2005)34

2.3.3.4 Определение кислотности (по ГОСТ Р 52377-2005)35

2.3.3.5 Определение варочных свойств макаронных изделий (по ГОСТ Р 52377-2005)

3. Экспериментальная часть

3.1 Результаты исследований и их анализ

3.1.1 Показатели качества пшеничной муки хлебопекарной

3.1.2 Влияние различных дозировок «Ламинара» на свойства клейковины и крахмала пшеничной муки

3.1.3 Влияние рациональных дозировок «Ламинара» на реологические показатели макаронного теста

3.1.4 Влияние различных дозировок «Ламинара» на качественные показатели готовой продукции и выбор оптимальной дозировки «Ламинара»

3.1.5 Определение содержания йода в составе сухих и сваренных макаронных изделиях с «Ламинаром» расчетным путем

Выводы и рекомендации

Список использованной литературы

потребность йод пищевая добавка макароны

Введение

Актуальность темы. Дефицит йода - широко распространенный природный феномен, характерный для территорий, удаленных от морей и океанов. На таких территориях понижено содержание йода во всех объектах биосферы: воде, земле, растениях. Это приводит к массовым нарушениям метаболизма у человека. По оценке ВОЗ, более 800 миллионов человек, то есть около одной пятой населения Земли, подвержены риску расстройства здоровья из-за дефицита йода в продуктах питания, производимых в районах их проживания. В России более половины территории составляют регионы с природной йодной недостаточностью.

Известно несколько способов восполнения недостатка йода в организме: это, во-первых, применение пищи, богатой йодом; во-вторых, применение йодистых препаратов; и, в-третьих, использование йод обогащающих пищевых добавок для дополнительного йодирования продуктов.

В целях профилактики йоддефицитных заболеваний йодом обогащают такие пищевые продукты, как поваренная соль, хлеб, молоко. В числе обогащаемых йодом пищевых продуктов могут быть и макаронные изделия как продукт массового потребления.

Практический интерес для иодирования пищевых продуктов представляет естественное сырье, богатое йодом, в частности, крупная бурая водоросль из семейства ламинариевых - ламинария сахаристая, или морская капуста.

Группа компаний «Альянс Мастеров» совместно с ЗАО «Аква Эконом» разработали новую пищевую добавку «Ламинар», получаемую из водоросли ламинарии, произрастающей в северной части Тихоокеанского побережья Приморья, представляющую собой зелено-серый порошок, содержащий липиды, глюканы, полисахариды, лигнины, пектины, ферменты, витамины (А, В₁, В₂, D, С, В₃, В₆, В₁₂, К, Е, РР). Количественное и качественное содержание макро- и микроэлементов в морских водорослях схоже с составом крови человека, поэтому «Ламинар» можно рассматривать как сбалансированный источник насыщения организма минеральными веществами, в первую очередь, йодом.

Цель и задачи работы: исследование возможности использования добавки «Ламинар» в производстве макаронных изделий с целью обогащения макаронной продукции йодом.

Задачи, решаемые с целью достижения поставленной цели:

- исследование влияния «Ламинара» на качество готовых макаронных изделий;

- исследование влияния «Ламинара» на свойства клейковины и крахмала пшеничной муки, реологические показатели макаронного теста;

- обоснование рациональной дозировки «Ламинара»;

- определение содержания йода в добавке, сухих и сваренных макаронных изделиях расчетным путем;

- расчет удовлетворения суточной потребности в йоде при употреблении макаронных изделий.

Научная новизна. Получены данные и зависимости, характеризующие влияние различных дозировок «Ламинара» на структурно-механические свойства макаронного теста и его основных компонентов - клейковины и крахмала, а также на качество готовых макаронных изделий, анализ которых позволил обосновать выбор рациональных дозировок йодсодержащей добавки и целесообразность её использования при производстве макаронных изделий с целью обогащения их йодом.

Сведения об апробации работы. Основные результаты работы доложены на студенческой научно-технической конференции кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК» в рамках «Недели науки-2013».

1. Обзор литературных источников

1.1 Роль макаронных изделий в рационе питания

На рынке продуктов питания широким спросом пользуются высококачественные и недорогие продукты повседневного ассортимента. Это в полной мере относится к такому незаменимому продукту, как макаронные изделия. Рынок макаронных изделий в России оценивается в 470 млн. долларов или в 800 тыс. т ежегодно с ростом потребления около 5 % и производства - 10 %. На рынке представлены разнообразные виды макаронных изделий различной формы, размера, с различными добавками и из различного сырья.

Макаронные изделия достаточно сытный продукт из-за того, что вырабатываются из пшеничной муки. Для их приготовления уже для употребления непосредственно в пищу не требуется много времени и умений.

Чаще всего их употребляют в качестве гарнира к каким-либо мясным блюдам или как самостоятельное блюдо. Несложно назвать потребности, которые способен удовлетворить данный продукт питания. Это, конечно же, потребность в пище (преимуществом макаронных изделий здесь является их питательность, доступность по цене и простота приготовления), кроме этого они способны доставить вкусовое наслаждение (тем более, если вкусно приготовлены).

Однако в составе макаронных изделий избыточное количество углеводов (в частности, крахмала) при одновременно низком содержании белков, пищевых волокон, минеральных веществ и витаминов. При этом макаронная продукция как высокопотребляемый продукт могла бы стать источником незаменимых пищевых веществ в рационе питания любого человека [1].

1.2 Биологическая роль йода

По данным института питания РАМН, на протяжении длительного времени одним из дефицитных минеральных элементов в продуктах питания является йод.

Йод был открыт Куртуа в 1811 году. Название новому элементу присвоил в 1813 году французский химик Жозеф-Луи Гей-Люссак за фиолетовый цвет его паров («йодос» по-гречески значит «фиолетовый»). В медицинскую практику введен с 1820 года.

Йод при нормальных условиях находится в твёрдом состоянии. Красивые тёмно-синие кристаллы его больше всего похожи на графит. Плотность йода 4,94 г/см³, температура плавления 113,5 °С, температура кипения 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного йода состоит из двух атомов (I2). Уже при обычной температуре йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. Он плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах иодидов.

Добывается йод из золы морских водорослей (ламинарии) и из чилийской селитры. Наибольшее количество его сконцентрировано в морской воде (0,06 мг/мл), воздухе и почвах приморских районов.

В организме человека содержится от 20 до 35 мг йода. В основном он концентрируется в щитовидной железе. Меньше всего его в крови, мышцах и почках. Поступление йода в организм происходит в основном через пищеварительный тракт, а также через легкие с вдыхаемым воздухом и совсем мало - через кожу. Выводится йод из организма преимущественно с мочой.

В организме человека йод играет огромную роль. Более 60 %, поступившего в организм йода, потребляет щитовидная железа, которая усваивает его из крови и использует в синтезе гормонов - тироксина и трийодтиронина. Щитовидную железу называют «диспетчером» всей эндокринной системы. Посредством своих гормонов она регулирует деятельность других желез внутренней секреции (гипофиз, половые железы) и, тем самым, оказывает влияние на все метаболические процессы в организме человека. В этом состоит важнейшая физиологическая роль йода в организме человека.

Йод играет важную роль в формировании необходимых нашему организму клеток - фагоцитов, своеобразных санитаров, захватывающих и уничтожающих чужеродные микроорганизмы и повреждённые клетки. Поддерживает двигательную активность и хорошее самочувствие; важен для нормального роста и развития детей и подростков: он участвует в образовании костно-хрящевой ткани, синтезе белка, стимулирует умственные способности; обеспечивает нормальное функционирование репродуктивной системы у мужчин и женщин; обеспечивает правильное развитие плода.

Йод играет важную роль в обмене жиров, белков, углеводов и обеспечение организма энергией. Он необходим и для процесса обмена липидов, обмена веществ в подкожном жировом слое, способствует распаду жиров и устранению целлюлита. От содержания йода в организме зависит нормальная работа нервной системы и состояние психики: растут и развиваются клетки, формируется эмоциональный фон, снимается раздражительность.

Йод участвует в развитии и регуляции сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта, половой и костно-мышечной систем; способствует здоровью кожи, волос, ногтей и зубов; важен для нашего интеллекта: он поддерживает память, способствует лучшему усвоению информации.

Содержание йода в щитовидной железе зависит от содержания йода в пище и потребляемой человеком воде. При систематическом потреблении пищи и воды с малым содержанием йода снижается образование гормонов щитовидной железы и происходит ее компенсаторное увеличение. Эндемическим зобом на земном шаре, по данным ВОЗ, болеют около 200-400 млн. человек [2]. Однако, помимо зоба, дефицит йода оказывает и другие неблагоприятные воздействия на организм человека. На сегодняшний день йоддефицитные заболевания (ЙДЗ) представляют собой важнyю медико-социальную проблему. Спектр ЙДЗ очень велик: это и врожденные пороки развития, и кретинизм (отставание в психическом развитии, глухонемота), и задержка физического развития, и анемия, и атеросклероз, и гипертоническая болезнь, бесплодие, не вынашивание беременности и преждевременные роды y женщин детородного возраста, а также такие аномалии, как нарушение функции мозга и т.д. Недостаток йода способствует статистически достоверному снижению содержания в костях кальция (на 18,1 %), его молярного отношения с фосфором; оксипролина и его молярного отношения с кальцием и фосфором.

Дефицит йода - широко распространенный природный феномен, характерный для территорий, удаленных от морей и океанов. На таких территориях понижено содержание йода во всех объектах биосферы: воде, земле, растениях. Это приводит к массовым нарушениям метаболизма у человека. По оценке ВОЗ, более 800 миллионов человек, то есть около одной пятой населения Земли, подвержены риску расстройства здоровья из-за дефицита йода в продуктах питания, производимых в районах их проживания. В России более половины территории составляют регионы с природной йодной недостаточностью [13].

Поступающий с пищей и водой йод в виде солей йодоводородной кислоты - иодидов, всасывается в верхних отделах тонкого кишечника, откуда переходит в плазму крови и поглощается щитовидной железой.

Суточная потребность в йоде зависит от возраста, пола, состояния здоровья людей: дети до года - 50 мкг, дети от 1 года до 6 лет - 90 мкг, дети от 7 до 12 лет - 120 мкг, подростки от 12 лет до 16 лет - 140 мкг, взрослые от 16 до 60 лет - 150 мкг, беременные и кормящие женщины - 200 мкг, люди старше 60 лет - 100 мкг.

Средняя суточная потребность человека в йоде составляет примерно 3 мкг на 1 кг массы. В условиях очень высоких и низких температур окружающей среды, при недостатке кислорода эта потребность увеличивается. Большие дозы йода, 2-3 грамма, смертельно опасны для человека, но это касается только чистого элемента йода. Неорганические же соли йода - йодиды - вполне безвредны. Даже если после приема большого количества йодидов концентрация йода в крови повысится в 1000 раз, то уже спустя 24 часа она придет в норму. Условно считается, что за всю жизнь нужно употребить 1 чайную ложку йода [2].

1.3 Содержание йода в пищевых продуктах

Каждый информированный человек знает, насколько питание и среда обитания влияют на состояние его здоровья и пытается предотвратить неблагоприятное воздействие внешней среды на свой организм. Содержание йода в продуктах питания оставляет желать лучшего. Это может проявляться увеличением щитовидной железы (эндемическим зобом). Регулярное использование в пищу йодсодержащих продуктов, насыщение ими вашего рациона позволит в значительной мере решить вопрос об обеспечении организма достаточным количеством йода.

В таблице 1 приведено содержание йода в различных пищевых продуктах и сырье для их производства.

Таблица 1 - Содержание йода

Наименование продукта	Содержание йода (мкг на 100 г съедобной части продукта)
1	2
Морская капуста	430
Печень трески	370
Кальмар	300
Пикша	245
Сайда	200
1	2
Лосось	200
Камбала	190
Хек	160
Минтай	150
Морской окунь	145
Макрель копченая	145
Треска	130
Креветки вареные	110
Сельдь соленая	77
Устрицы сырые	60

Лидером по содержанию йода в продуктах питания можно смело назвать морскую капусту (ламинарию), съедобную морскую водоросль. Йод в ней содержится вместе с витаминами и другими важными микроэлементами, такими как калий, бром, магний, в результате такого соседства он легче усваивается организмом и медленнее из него выводится. Ламинария также способствует улучшению работы желудка и повышает защитные способности человеческого организма.

Следует помнить, что кулинарная обработка и длительное хранение уменьшают содержание йода в продуктах. Поэтому, йодированная соль, к примеру, должна добавляться в пищу уже по окончании процесса приготовления блюда. В 1 грамме йодированной соли содержится примерно 30 мкг йода, поэтому если человек потребляет 5 грамм (одну чайную ложку) йодированной соли, то получает суточную дозу йода [2].

1.4 Способы обогащения пищевых продуктов йодом

Известно несколько способов восполнения недостатка йода в организме: это, во-первых, применение пищи, богатой йодом, такой, как любые морепродукты, а также редька, спаржа, морковь, помидоры, шпинат, ревень и другие; во-вторых, применение йодистых препаратов, таких, как рыбий жир, и растворов йода, продаваемых в аптеках; и, в-третьих, использование йодобогащающих пищевых добавок для дополнительного йодирования продуктов.

В целях профилактики йоддефицитных заболеваний йодом чаще всего обогащают такие пищевые продукты, как поваренная соль, хлеб, молоко. Кроме этого, наша промышленность освоила выпуск других продуктов с повышенным содержанием йода: минеральной воды, бульонных кубиков, соков, сахара, молочных продуктов, хлеба и даже водки.

В качестве одной из таких добавок используется йодид калия для обогащения йодом соли. Но на сегодняшний день установлена нецелесообразность такого способа, так как йодид калия нестоек к действию света и влаги, а кроме того, йодированию подвергается, как правило, неочищенная, каменная соль, примеси которой реагируют с соединениями йода с выделением его в чистом виде. Поэтому специалисты Института питания РАМH предлагают к использованию «Соль пищевую иодированнyю», при производстве которой используется высокоочищенная соль «Экстра» и в качестве источника йода - наиболее устойчивое соединение - йодат калия. [2]

Как йодат, так и йодид калия находят свое применение и при производстве, например, хлебобулочных изделий. Чаще они выстyпают как yлyчшители окислительного действия с целью улучшения структуры хлебопекарного теста и качества готовых изделий. Окислительное воздействие их обусловливает состояние белково-протеиназного комплекса мyки, а именно белковых веществ (их yпрочнение и снижение атакyемости ферментами) и протеиназы (превращение ее в неактивнyю формy). Механизм этого воздействия основан на окислении смежных сyльфгидрильных грyпп с образованием новых дисyльфидных связей, причем важно не только количество дисyльфидных связей, но и скорость их обмена с сyльфгидрильными грyппами. Это приводит к повышению силы мyки, yлyчшению стрyктyрно-механических свойств теста и, соответственно, к выработке готовых изделий высокого качества [7].

1.5 Ламинария как источник йода

Практический интерес для йодирования пищевых продуктов представляет естественное сырье, богатое йодом, в частности, крупная бурая водоросль из семейства ламинариевых - ламинария сахаристая, или морская капуста.

С незапамятных времён она используется в питании тех людей, которые живут рядом с морем. Также её использовали и как добавку, поскольку ламинария содержит очень большой набор макро- и микроэлементов. Ламинария богата йодом, который содержится в ней в органической форме, что влияет на её усвоение организмом человека. Употребление в пищу ламинарии рекомендуется для профилак-тики эндемического зоба. 

Ламинария японская распространена в южных районах Японского и Охотского морей. В Белом и Карском морях обитают ламинария сахаристая и пальчато-рассеченная, которые используются для медицинских целей и в пищу [10].

Растут ламинарии, образуя густые заросли в местах с постоянным течением, так называемый «пояс ламинарий» на определенной глубине вдоль берегов. Большие подводные «водорослевые леса» образуются обычно на глубине 4-10 м. На каменистом грунте в некоторых районах ламинарии встречаются до глубины 35 м.

Ламинария сахаристая и ламинария пальчато-рассечённая используются в пищу под названием «морская капуста». Для восполнения суточной дозы йода (в регионах с дефицитом йода в воде) человеку достаточно употреблять ежедневно примерно 30-40 граммов свежей ламинарии. Ламинария противопоказана к употреблению людям с повышенной чувствительностью к йоду. Ламинария насыщена пропорционально сбалансированными биологически активными веществами, витаминами, микро- и макроэлементами (таблицы 1 и 2).

Таблица 1 - Химический состав ламинарии

Наименование пищевого вещества	Содержание, г
Белки (Nх 6,25)	11,2±2
Клетчатка (альвулеза)	5,9±1
Маннит	16,3±5
Альгиновые кислоты	16,3±2
Пентозаны	6,5±1
Крахмал (ламинарин)	14±2
Растворимые в эфире вещества	0,9±0,1

Ламинария содержит значительное количество йода. Так, в 100 г сухой ламинарии содержится 160-180 мг йода, который находится в основном в виде органических соединений и из них примерно 10 % йода связано с белком. Кроме того, в ней имеется некоторое количество монойодтирозина и дийодтирозина - неактивных гормональных веществ, а также органические вещества: альгиновые кислоты, маннит, ламинарин, альвулеза, фукоидан, минеральные вещества, входящие в состав солей морской воды, в частности: калий, натрий, кальций, магний, фосфор и йод. В состав органических веществ водорослей входят клетчатка (альвулеза), азотистые вещества, красящие пигменты и полисахариды.

Таблица 2 - Минеральные вещества ламинарии

Минеральные вещества	Содержание, %	Минеральные вещества	Содержание,%
Макроэлементы:	Остальные элементы:
Фосфор	0,43±0,1	Никель	0,2±0,001
Кальций	0,24±0,4	Мышьяк	0,005±0,0007
Натрий	3,7±0,3	Стронций	0,02±0,002
Калий	7,1±0,5	Рубидий	0,6±0,001
Магний	1±0,2	Радий	1±,001
Хлор	12,3±0,2	Сера	1,3±0,3
Микроэлементы:	Бром	0,13±0,03
Железо	0,14±0,01	Алюминий	0,006±0,001
Цинк	0,0023±0,001	Ванадий	0,0016±0,001
Йод	0,6±0,05	Кадмий	(1,4х10)
Марганец	0,001±0,0005	Кремний	0,55±0,01
Молибден	1,6±0,001	Бор	0,04±0,003

Бурые морские водоросли, кроме йода, фактически содержат полный сбалансированный набор минеральных веществ, которые играют важную роль в различных обменных процессах организма: выполняют пластическую функцию, участвуют в построении костной ткани, в регуляции водно-солевого и кислотно-солевого баланса, входят в состав ферментных систем.

Преимущество водорослей перед другим йодсодержащим сырьем в том, что в водорослях до 95 % йода находится в виде органических соединений, из которых 10 % связано с белком, что имеет немаловажное значение, так как применение неорганического йода не всегда эффективно, иногда может привести к отрицательным последствиям, вызывая явление «йодизма» (аллергический насморк, сыпь). Йод, содержащийся в водорослях, хорошо усваивается организмом.

Морскyю капyстy в качестве богатой йодом добавки достаточно часто использyют и в пищевой промышленности. Hапример, московские кондитерские фабрики еще в 60-х годах изготавливали кондитерские изделия с морской капyстой: драже молочные и сахарные, мармелад яблочный, желейный, пластовой, пастилy, зефир, карамель леденцовyю и с фрyктовой начинкой [1]. В хлебопекарной промышленности порошок морской капyсты использyют для выработки хлебобyлочных изделий лечебно-профилактического назначения [1].

Морская капуста может использоваться в качестве обогатителя йодом макаронных изделий.

Известно использование морской капусты в производстве макаронных изделий [1]. Макаронные изделия «Морские» обладают неповторимыми вкусовыми качествами и могут быть рекомендованы в профилактическом питании широкого круга людей [9].

Макаронные изделия с добавление морской капусты приобретают цвет, соответствующий цвету морской капусты, при этом с увеличением дозировки цвет становится более темным. При дозировке морской капусты 3 % вкус изделий практически не изменяется. При дозировке 5 % к массе муки изделия начинают приобретать характерный вкус морской капусты, а при повышении дозировки до 7 % к массе муки - сильно выраженный вкус.

Анализ физико-химических показателей макаронных изделий с морской капусты показал, что применение йодсодержащих добавок не оказывало влияние на кислотность и сохранность формы изделий, а с увеличением дозировки морской капусты увеличило содержание золы, нерастворимой в 10 %-ном растворе HCl, и снизило содержание сухих веществ, переходящих в варочную воду.

При исследовании сохранности йода было выявлено, что под действием температуры йод частично разрушается в процессе варки макаронных изделий. Так при использовании морской капусты сохранность йода после производства составляет 90 %, после варки - 70 % - 80 % [7].

В Орловском государственном техническом университете разработаны макаронные изделия «Приморские», в состав которых входит порошок сухой ламинарии в количестве 0,077 % от массы муки [7].

Экспериментально установлено, что в процессе производства и варки макаронных изделий сохранность йода, входящего в состав сухой ламинарии выше, нежели сохранность йода, вносимого в макаронное тесто в составе йодида или йодата калия. Однако, с учетом всех потерь йода в процессе производства, хранения и варки макаронных изделий, с целью сохранения продукцией профилактических свойств через два месяца хранения, рекомендуется увеличение первоначальной дозировки порошка сухой ламинарии до 0,13 мг/100 г продукта: в этом случае в сваренных изделиях содержание йода составляет 75 мкг/100 г изделий, т.е. 15 % от суточной потребности в йоде [5]. В этой же работе проведены медико-биологические исследования нового вида макаронных изделий, в процессе которых макаронными изделиями с добавкой порошка сухой ламинарии кормили лабораторных животных. Данные гистологических исследований yказывают на адекватнyю метаболизирyемость интактной щитовидной железой йодсодержащих компонентов макаронных изделий. Испытyемый продyкт не вызывает морфологические изменения гепато- и кардиотоксического характера, заметные реактивные и патологические изменения гистострyктyры щитовидной железы. Исследование сократимости миокарда показало, что применение в питании макаронных изделий с добавкой сухой ламинарии в течение 30-и суток оказывало положительные влияние, улучшая сократимость миокарда крысы в исходном состоянии до проведения нагрузочных проб, что проявлялось более высокими показателями левожелудочкового давления и интенсивности функционирования структур. Анализ гемодинамических показателей при проведении нагрузочных проб у крыс на 30-е сутки эксперимента свидетельствует о мягком стимулирующем действии исследуемой добавки на сократимость миокарда. При гипоксической пробе наблюдались достоверно более высокие показатели частоты сердечных сокращений и, как следствие этого, большая интенсивность функционирования структур у групп животных, получавших макаронные изделия с сухой ламинарией, что свидетельствует о повышении функциональных возможностей миокарда [3].

1.6 Пищевая добавка «Ламинар»

Группа компаний «Альянс Мастеров» совместно с ЗАО «Аква Эконом» разработали новую пищевую добавку «Ламинар», получаемую из водоросли ламинарии, произрастающей в северной части Тихоокеанского побережья Приморья, представляющую собой зелено-серый порошок, содержащий липиды, глюканы, полисахариды, лигнины, пектины, ферменты, витамины (А, В₁, В₂, D, С, В₃, В₆, В₁₂, К, Е, РР). Количественное и качественное содержание макро- и микроэлементов в морских водорослях схоже с составом крови человека, поэтому «Ламинар» можно рассматривать как сбалансированный источник насыщения организма минеральными веществами, в первую очередь, йодом. Содержание йода в нем составляет 0,1 %.

Заключение по обзору литературы

На протяжении долгих лет серьезной проблемой остается дефицит йода в рационах питания населения России. Практический интерес для иодирования пищевых продyктов представляет естественное сырье, богатое йодом, в частности, крyпная бyрая водоросль из семейства ламинариевых - ламинария сахаристая, или морская капyста. Группой компаний «Альянс Мастеров» совместно с ЗАО «Аква Эконом» разработана новая пищевая добавка «Ламинар», получаемая из водоросли ламинарии, произрастающей в северной части Тихоокеанского побережья Приморья.

Макаронные изделия как высокопотребляемый продукт могут служить источником йода в случае их обогащения данным элементом в рациональных дозировках.

Отсюда следует необходимость проведения экспериментальных исследований по возможности обогащения макаронных изделий йодом, в качестве источника которого будет служить пищевая добавка «Ламинар».

2. Объекты и методы исследований

2.1 Организация проведения экспериментальных работ

Экспериментальные работы выполняли на кафедре «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК». Исследования проводились поэтапно.

2.2 Объектами исследований являлись

а) мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта «Макфа» - по ГОСТ Р 52189-2003: влажность - 12,0 %, кислотность - 2,5 град., содержание сырой клейковины - 38,8 %, Н_деф^ИДК - 97,0 ед. пр.;

б) вода питьевая - по СанПиН 2.1.4.1074-01;

в) добавка «Ламинар» влажность - 2 %;

г) лабораторные образцы макаронного теста;

д) лабораторные образцы макаронных изделий.

2.3 Методы исследования

Раздел включает в себя методы исследования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

2.3.1 Методы исследования сырья

2.3.1.1 Определение запаха, вкуса и хруста муки (по ГОСТ 27558-87)

Для определения запаха берут около 20 г муки, высыпают на чистую бумагу, согревают дыханием и исследуют на запах. Для усиления ощущения это количество муки переносят в стакан, обливают горячей водой температурой 60 ⁰С, затем воду сливают и тут же определяют запах муки.

Вкус муки нормального качества пресный, при длительном разжевывании с ощущением приятного сладкого вкуса.

Ощущение хруста при разжевывании является следствием наличия в муке минеральных примесей.

Вкус и наличие хруста в муке определяют путем разжевывания 1-2 порций муки массой 1 г.

2.3.1.2 Определение влажности муки (по ГОСТ 9404-88)

Продукт, выделенный из средней пробы по ГОСТ 27668-88, тщательно перемешивают, встряхивая емкость. Две навески по 5,00±0,01 г отбирают совком из разных мест и помещают в две предварительно взвешенные и высушенные металлические бюксы с крышками диаметром 48 мм и высотой 20 мм. Взвешенные открытые бюксы, поставленные на снятые с них крышки, с навесками помещают в сушильный шкаф, нагретый до 140 °С. Свободные гнезда шкафа заполняют пустыми бюксами. Снизившуюся при загрузке температуру доводят за 10…15 мин до 130 °С и поддерживают ровно 40 мин.

После 15…20 минутного охлаждения в эксикаторе бюксы взвешивают. Оставлять невзвешенными в эксикаторе охлаждаемые навески более 2 ч не допускается. Все взвешивания при определении влажности производятся с точностью до 0,01 г. Влагу, т. е. разность между массами навесок до и после высушивания, отнесенную к взятой навеске муки, выражают в процентах. Из двух определений выводят среднюю влажность, которую принимают за влажность данной партии. Расхождения между параллельными определениями не должно превышать 0,5 %.

Массовую долю влаги продукта (W), % вычисляют по формуле

W = , (1)

где т₁ - масса бюкса с пробой для анализа до высушивания, г;

т₂ - масса бюкса с пробой для анализа после высушивания, г;

100 - коэффициент перевода в проценты.

2.3.1.3 Определение водопоглотительной способности муки

Взвешивают 50 г муки, всыпают в фарфоровую чашку, постепенно приливают в нее из бюретки воду комнатной температуры и замешивают тесто. Воду приливают до получения теста нормальной консистенции. Тесто должно быть равномерно перемешанным, без комочков муки не прилипающих к пальцам. Количество мл воды, пошедшее на замешивание теста необходимо умножить на 2, чтобы получить ВПС муки.

2.3.1.4 Методы исследования количества и качества клейковины

Определение количества сырой клейковины (по ГОСТ 27839-88)

Определение количества клейковины проводят по ГОСТ 27839-88. Настоящий стандарт распространяется на пшеничную муку и устанавливает методы определения количества клейковины путем отмывания ее из теста вручную.

Сущность метода заключается в отмывании клейковины и последующем ее взвешивании.

Навеску муки в количестве 25 г, взятую на технических весах с точностью до 0,1 г, помещают в фарфоровую ступку, добавляют водопроводную воду температурой 182 ⁰С в количестве 14 мл и замешивают шпателем тесто до его однородности. Приставшие к шпателю частички теста снимают ножом и присоединяют к куску теста. По окончании замеса полученное тесто хорошо проминают руками и скатывают в виде шара. Потом кладут в чашку, прикрывают стеклом (для предотвращения заветривания) и оставляют его на 20 мин в покое при температуре 182 ⁰С. Затем опускают тесто в тазик с 1…2 л воды температурой 182 ⁰С и, разминая его пальцами, отмывают крахмал и оболочки. Промывную воду меняют 3…4 раза по мере накопления в ней крахмала и оболочек, процеживая через густое шелковое сито для улавливания частичек клейковины, которые присоединяются к общей массе клейковины. Когда большая часть крахмала будет отмыта и клейковина, сначала мягкая и рвущаяся, станет более связанной и упругой, разминание и промывание можно вести энергичнее до тех пор, пока промывная вода не перестанет быть мутной.

Для установления полноты отмывания клейковины применяют следующие способы: а) к капле воды, выжитой из отмытой клейковины, добавляют каплю раствора йода в йодистом калии - отсутствие синего окрашивания указывает на полное удаления крахмала; б) в чистую воду, налитую в хорошо вымытый стакан, выжимают из клейковины 2…3 капли промывной воды - отсутствие помутнения указывает на полноту удаления крахмала.

Отмытую клейковину хорошо отжимают от воды руками, пока она не начнет прилипать к ним, и взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем ее повторно промывают в течение 5 мин под струей воды, отжимают и вновь взвешивают. Промывание заканчивают, когда разница между двумя взвешиваниями будет менее 0,1 г. Полученное количество клейковины выражают в процентах к муке.

Норма допустимого отклонения при контрольных и арбитражных определениях количества клейковины 2 %.

Органолептическая оценка качества клейковины (по ГОСТ 27839-88)

Качество сырой клейковины характеризуется ее цветом, растяжимостью и эластичностью.

Цвет определяют после окончательного отмывания клейковины и характеризуют ее как светлая, серая и темная.

После этого определяют растяжимость и эластичность клейковины. Из окончательно отжатой и взвешенной на технических весах клейковины отбирают два кусочка массой по 4 г. Кусочки клейковины обминают пальцами 4…5 раз и формуют в шарики, которые помещают в чашки с водой температурой 182 ^оС на 15 минут, после чего определяют растяжимость и эластичность.

Под растяжимостью клейковины понимают свойство ее растягиваться в длину. Для определения растяжимости клейковину берут тремя пальцами обеих рук и над линейкой с миллиметровыми делениями равномерно растягивают до разрыва так, чтобы все растягивание продолжалось около 1 секунды. При растягивании не допускается подкручивания клейковины. В момент разрыва клейковины отмечают длину, на которую она растянулась. По растяжимости клейковину характеризуют: растянувшаяся до 10 см включительно - короткая; от 10 до 20 см - средняя; свыше 20 см - длинная.

Под эластичностью клейковины понимают способность ее постепенно почти полностью восстанавливать первоначальную форму после снятия растягивающего усилия.

Для определения эластичности кусочек клейковины тремя пальцами обеих рук растягивают над линейкой с миллиметровыми делениями примерно на 2 см и отпускают, сдавливают большим и указательным пальцами кусочек клейковины.

По степени и скорости восстановления первоначальной длины или формы кусочка клейковины оценивают ее эластичность. Хорошая по эластичности клейковина растягивается достаточно хорошо и сильно при обязательном почти полном последующем постепенном восстановлении первоначальной формы после снятия растягивающего усилия или надавливания пальцами.

Клейковина неудовлетворительной эластичности или совсем не восстанавливается после снятия растягивающего усилия, или немного растягивается с частичными разрывами отдельных слоев и после снятия растягивающего усилия быстро сжимается (упругая, неэластичная). Клейковина удовлетворительной эластичности занимает промежуточное положение между хорошей и неудовлетворительной эластичностью.

Определение качества клейковины на приборе ИДК-1

Определение качества клейковины на приборе ИДК-1 проводится по ГОСТ 27839-88.

Настоящий стандарт распространяется на пшеничную муку и устанавливает методы определения качества клейковины путем измерения ее упруго-эластичных свойств.

Сущность метода заключается в определении качества клейковины путем измерения ее упруго-эластичных свойств.

Прибор ИДК-1 предназначен для определения способности клейковины оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия.

Подготовку к работе приборов и работу на них осуществляют в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

4 г отмытой сырой клейковины после 15-минутной отлежки в воде с температурой 18±2 °С помещают в центр опорного столика, нажимают кнопку «Пуск» и, удерживая ее в нажатом состоянии 2…3 с, отпускают. Пуансон опускается и сжимает клейковину в течение 30 с. По истечение указанного времени перемещение пуансона автоматически прекращается, загорается лампочка «Отсчет» и производят снятие показаний на шкале прибора. Затем нажимают кнопку «Тормоз» и поднимают пуансон в верхнее исходное положение, снимают со столика образец клейковины и вытирают сухой мягкой тканью диски пуансона и столика. За показатель качества клейковины принимают среднеарифметическое двух параллельных определений.

При контрольных и арбитражных анализах допускается отклонение 5 единиц шкалы прибора.

Результаты измерений упругих свойств клейковины выражают в условных единицах прибора и в зависимости от их значения клейковину относят к соответствующей группе качества согласно требованиям таблицы 4. Чем выше указанная способность образца, тем меньше он сожмется и тем меньшая величина (Н_деф^ИДК) будет зафиксирована на шкале прибора [11].

Таблица 4 - Качественная характеристика клейковины пшеничной муки по показателю ИДК

Группа качества	Характеристика клейковины	Показания прибора в условных единицах
		хлебопекарная мука сортов	макаронная мука сортов высшего и первого из пшеницы
		высшего, первого, обойной	второго	твердой	мягкой
III	Неудовлетвори-тельная крепкая	0-30	0-35	-	-
II	Удовлетвори-тельная крепкая	35-50	40-50	-	-
I	Хорошая	55-75	55-75	50-80	50-75
II	Удовлетвори-тельная слабая	80-100	85-105	80-100
III	Неудовлетвори-тельная слабая	105 и более	110 и более	105 и более

Определение водопоглотительной способности клейковины

Для проведения анализа из тонкой бумаги делают пакеты. Для приборов прямоугольной формы (ПИВИ-1) - размером 20х14 см, складывают пополам и загибают края шириной примерно 1,5 см, для приборов круглой формы (ВНИИХП-ВЧ) берут листы квадратной формы со стороной 16 см и сгибают по диагонали, затем края загибают также шириной 1,5 см. В прибор помещают сразу 2 пакетика, высушивают 3 мин, охлаждают в эксикаторе 2 мин, взвешивают. Все взвешивания пакетиков производят на весах лабораторных с пределом допускаемой погрешности взвешивания ±0,01 г и хранят в эксикаторе.

В подготовленные пакетики помещают навеску сырой клейковины и равномерно распределяют в пакетике. Прибор нагревают до 160 С, помещают в него пакетики и сушат 10 мин (5 мин с одной стороны, затем пакет переворачивают и сушат 5 мин с другой стороны). Высушенные пакетики охлаждают в эксикаторе 1…2 мин и взвешивают.

Водопоглотительную способность (влагоемкость) клейковины определяют по формуле

, (2)

где m₁ - масса бумажного пакета с навеской клейковины после высушивания, г;

m₂ - масса бумажного пакета с навеской клейковины до высушивания, г;

m - масса бумажного пакета, г.

2.3.1.5 Определение свойств крахмала по методике, разработанной на кафедре «Технология хлебопекарного производства» МГУПП

Исследование свойств крахмала пшеничной муки определяют на приборе «Амилотест АТ-97», который представляет собой механический блок, снабженный водяной баней. Последняя служит для нагревания до заданной температуры воды, в которую помещают пробирки с образцами.

Подготовка прибора к работе: подключить прибор к сети переменного тока напряжением 220 В. На задней панели механического блока включить клавишу «Сеть». При этом автоматически происходит тестирование системы управления и работы исполнительных механизмов. Если в процессе тестирования обнаружены неисправности, то на индикатор выводится сообщение об ошибке. Если неисправности нет, то на индикатор выводится сообщение «Алейрон». Водяная баня должна быть наполнена дистиллированной водой. Для задания режима на клавиатуре блока управления нажать кнопку «Режим». На индикаторе появится слово «Режим». Нажать кнопку, соответствующую номеру требуемого режима. В данном случае используется режим 2 - «Определение максимальной температуры клейстеризации крахмала». Подготовка образца: взвешивают две навески муки по 70,5 г, засыпают в две чистые и сухие пробирки, наливают в них по 25 мл дистиллированной воды температурой 222 ?С. Закрывают пробирки чистыми и сухими пробками и сильно встряхивают 20…30 раз для получения однородной суспензии. Далее снимают пробки и вводят в пробирки штоки. Помещают пробирки в отверстия крышки водяной бани. Вода в водяной бане нагревается до заданной температуры. При нагревании суспензии продукта вязкость ее меняется за счет клейстеризации крахмала. После окончания работы прибора на индикаторе блока управления фиксируются максимальное значение усилия и температура.

2.3.1.6 Метод определения взаимодействия «Ламинара» с крахмалом пшеничной муки

Возможность комплексообразования крахмальных полисахаридов и белковых изолятов определяли по йодсвязывающей способности крахмала.

Замешивали тесто из воды, пшеничной муки и пшеничной муки с заменой ее части на белковые изоляты. Крахмал из теста отмывали в 3 литрах дистиллированной воды. На определение брали 100 мл раствора крахмала, клейстеризовали раствор при кипячении в течение 10 минут. В полученный клейстер вносили 1 мл 1,5 % раствора йода. Интенсивность окраски определяли на фотоэлектроколориметре при длине волны 420 нм. Снижение интенсивности окраски будет говорить о том, что связи внутри полисахаридной цепочки образовали комплекс с вносимыми добавками.

2.2.2 Методы определения свойств полуфабрикатов

2.2.2.1 Определение реологических показателей макаронного теста на приборе пенетрометр

Определение предельного напряжения сдвига в образах хлебопекарного теста различной влажности и при внесении различных добавок на пенетрометре АП-4/2.

Для определения предельного напряжения сдвига готовят образцы теста, замешенного из муки, воды и добавок. Для этого непосредственно перед испытанием определяют влажность муки. Для одного определения на пенетрометре требуется 40 г теста. Необходимую для получения этого количества теста массу муки рассчитывают по формуле

G_м = [G_т· (100-W_т)] / (100-W_м), (3)

где G_м - необходимая масса муки, г;

G_т - необходимое количество теста, г (40);

W_т - влажность теста, %;

W_м - влажность муки, %.

Количество воды, необходимое для приготовления теста, определяют по разности G_т - G_M.

Для определения предельного напряжения сдвига образца теста в качестве системы погружения используют конусы с различными углами при вершине (рисунок 3).

Рисунок 3 - Конусы с различными углами при вершине

Исследуемый образец поместить во втулку и уплотнить. Втулку установить на опорную плоскость. Система погружения должна находиться в крайнем верхнем положении. Штурвалом переместить подъемный столик с опорной плоскостью и втулкой с образцом до соприкосновения с вершиной конуса. Ручку автоматического регулятора установить в положение, соответствующее 5 сек. Систему погружения растормозить, в результате конус погружается в образец, через 5 сек. система погружения затормаживается. В смотровом окошке зрительно определить проекцию деления шкалы.

Используя формулу

ф₀ = Km/h², (4)

где ф₀ - предельное напряжение сдвига, Па;

К - постоянная конуса (см. таблицу 5);

m - масса системы погружения, кг (0,026);

h - глубина пенетрации, м²,

находят значения предельного напряжения сдвига для исследуемых образцов теста.

Таблица 5 - Постоянные конусов с различными углами при вершинах

Угол при вершине конуса, град	30	45	60	89,9	90
К	9,4	4,1	2,1	0,82	0,67

2.3.3 Методы анализа готовых изделий

2.3.3.1 Определение цвета, состояния поверхности, излома и формы макаронных изделий (по ГОСТ Р 52377-2005)

Лабораторную пробу рассыпают тонким слоем на лист фильтровальной бумаги и оценивают. Цвет, состояние поверхности, форму и излом макаронных изделий определяют визуально при естественном освещении, при определении излома макаронные изделия разламывают.

2.3.3.2 Определение запаха и вкуса (по ГОСТ Р 52377-2005)

Для определения запаха из подготовленной лабораторной пробы (для определения запаха и вкуса берут проход через сито размером отверстий 1000 мкм) макаронных изделий отбирают пробу для анализа массой (20±1) г, переносят ее в стакан, заливают 200…250 см³ воды температурой (60±5) °С, тщательно перемешивают, закрывают крышкой и оставляют на 1…2 мин, после чего воду сливают и определяют запах испытуемого продукта.

Если запах макаронных изделий отвечает требованиям стандарта, то вкус определяют разжевыванием пробы для анализа массой 1 г.

2.3.3.3 Определение влажности (по ГОСТ Р 52377-2005)

Для определения влажности макаронные изделия измельчают и просеивают через сито с размером отверстий 1000 мкм.

Бюксы высушивают в сушильном шкафу при температуре 130 °С в течение 30 мин (отсчет времени ведут с момента доведения температуры шкафа до 130 °С после помещения бюксы), охлаждают в эксикаторе до полного остывания, но не более 2 ч, и взвешивают с точностью до 0,001 г.

Две пробы для анализа массой (5,00±0,01) г каждая, помещают в подготовленные бюксы и ставят в открытом виде вместе с пробами для анализа и крышками в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 130 °С. Высушивание проводят при полной загрузке сушильного шкафа. Доводят температуру шкафа до 130 °С и этот момент считают началом сушки. Продолжительность высушивания 40 мин при температуре (130±2) °С.

По истечении времени высушивания бюксы вынимают из сушильного шкафа тигельными щипцами, закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе до полного остывания, но не более 2 ч, и взвешивают.

Массовую долю влаги W, %, вычисляют по формуле

, (5)

где m₁ - масса бюксы с пробой для анализа до высушивания, г;

m₂ - масса бюксы с пробой для анализа после высушивания, г;

m - масса пробы для анализа, г.

2.3.3.4 Определение кислотности (по ГОСТ Р 52377-2005)

Кислотность готовых макаронных изделий определяют методом титрования водной болтушки: макаронные изделия предварительно измельчают на лабораторной мельнице (или в кофемолке), а на анализ берут фракцию, являющуюся проходом через шелковое сито размером отверстий 1000 мкм и сходом с сита размером отверстий 250 мкм. Далее берут две пробы для анализа массой (5,0±0,1) г каждая, переносят их в конические колбы с предварительно налитой в них 30 - 40 см³ дистиллированной воды. Содержимое колб взбалтывают в течение 3 мин до исчезновения комочков. Приставшие к стенкам частицы смывают 10 - 20 см³ дистиллированной воды так, чтобы общий объем дистиллированной воды составил 50 см³.

В полученную взвесь добавляют пять капель 1 %-ного раствора фенолфталеина и титруют раствором гидроокиси натрия до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Определяют объем раствора гидроокиси натрия, израсходованного на титрование.

Кислотность выражается в градусах, что соответствует числу см³ нормального раствора гидроокиси натрия, необходимого для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 г макаронных изделий.

Кислотность X, град, рассчитывается по формуле

(6)

где V - объем раствора гидроокиси натрия, израсходованного на титрование 100 г макаронных изделий, см³;

20 - коэффициент пересчета на 100 г макаронных изделий;

10 - коэффициент пересчета 0,1 н раствора гидроокиси натрия на 1 н;

K - поправочный коэффициент к титру 0,1 н раствора гидроокиси натрия.

2.3.3.5 Определение варочных свойств макаронных изделий (по ГОСТ Р 52377-2005)

Определение состояния изделий после варки

Наливают 1000 см³ дистиллированной воды в варочный сосуд и доводят до кипения. Пробу для анализа в количестве 50 г погружают в кипящую воду и варят, помешивая до повторного закипания воды.

Варят изделия в открытом сосуде при умеренном кипении, проверяя их готовность давильная пластиной через каждую минуту после вторичного закипания, до тех пор, пока не исчезнет непрерывная белая линия, видимая в центре пластины. Фиксируют время варки изделий до готовности - время от момента погружения макаронных изделий в кипящую воду до момента исчезновения непрерывной белой линии.

После варки макаронные изделия переносят на сито и дают стечь воде, затем выкладывают на тарелку и внешним осмотром определяют их состояние.

Определение сохранности формы сваренных макаронных изделий

Сваренные макаронные изделия переносят на сито, дают варочной воде стечь и раскладывают на тарелке.

Внешним осмотром сваренных макаронных изделий определяют число изделий, не сохранивших первоначальную форму.

Сохранность формы макаронных изделий X₂, %, вычисляют по формуле

, (7)

где А - число макаронных изделий, сохранивших форму после варки, шт.;

В - число макаронных изделий, отобранных для варки, шт.

Количество поглощенной воды

Количество поглощенной воды характеризуется коэффициентом увеличения массы изделий во время варки, который подсчитывают по формуле

, (8)

где М₁ - масса сухих изделий, г;

М₂ - масса сваренных изделий, г.

Определение сухого вещества, перешедшего в варочную воду

Сваренные макаронные изделия переносят на сито, а варочную воду сливают в мерную колбу, охлаждают до температуры 20 °С, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно взбалтывают.

Из полученного раствора отбирают пипеткой 50 см³ варочной воды испытуемой пробы макаронных изделий и переносят в выпаривательную чашку, предварительно высушенную и взвешенную на весах с точностью до 0,0005 г.

Содержимое чашки выпаривают на водяной бане, а затем остаток высушивают в сушильном шкафу при температуре 130 °С в течение 30 мин. После этого чашки вынимают из сушильного шкафа тигельными щипцами, охлаждают в эксикаторе до полного остывания, но не более 2 ч, и взвешивают с точностью до 0,0005 г.

, (9)

где А - масса выпарительной чашки с сухим остатком, г;

В - масса пустой чашки для выпаривания, г;