Відходи борошномельного виробництва і їх використання

Реферат на тему:

"Відходи борошномельного виробництва і їх використання"

До складу борошна входить велика кількість дрібних часточок, що втратили захисні оболонки, тому воно гірше зберігається, ніж зерно. Під час зберігання у борошні відбуваються біохімічні й мікробіологічні процеси як позитивні, що поліпшують, так й негативні, що погіршують якість борошна. Позитивними можна вважати дозрівання і вибілювання борошна. Пшеничне борошно, використане для випікання хліба відразу після помелу високоякісного зерна, має низькі якісні показники. Тісто з нього липке, швидко розріджується, тому утворюється хліб малого об'єму. Лише через певний період зберігання борошно набуває необхідних технологічних якостей. Поліпшення хлібопекарських якостей борошна при зберіганні називається дозріванням.

Протягом періоду дозрівання у борошні відбуваються фізичні, колоїдні та біохімічні процеси. Змінюються його колір, кислотність, білково-протеїновий і вуглеводно-амілазний комплекси, вміст вологи та жиру. Важливу роль у підвищенні сили пшеничного борошна під час дозрівання відіграє гідроліз жиру. Ненасичені жирні кислоти, які утворюються при цьому, змінюють фізичні властивості клейковини, зміцнюючи її і тісто. При зберіганні свіжозмеленого борошна його титрована й активна кислотності збільшуються. Однією з причин підвищення сили борошна в період дозрівання є зміна білково-протеїнового комплексу під впливом окислювальної дії насамперед кисню повітря.

Процес побіління відбувається у борошні як пшеничному, так і житньому усіх видів і сортів внаслідок окислення киснем повітря пігментів зерна (каротину й ксантофілу), які при цьому знебарвлюються.

Борошно інтенсивно дозріває при 20 -- 25 °С, і це практично не відбувається при температурі до О °С. За одними даними, свіжозмелене борошно вищого, І і II сортів при зберіганні у приміщенні, яке не опалюється, в мішках досягає оптимальних хлібопекарських якостей (закінчується його дозрівання) протягом 1,5-2 міс, а оббивне борошно в тих самих умовах -- через 3-4 тижні. За іншими даними, строк дозрівання пшеничного борошна становить 1-2 міс, а житнього -- вдвоє менший.

При тривалому зберіганні (понад 3-4 міс) і температурі 15 °С у борошні виникають гіркий смак і неприємний запах згірклої олії. Це пояснюється тим, що жир борошна розкладається і окислюється повітрям, внаслідок чого утворюються кислоти, які збільшують кислотність борошна. Крім того, під час зберігання борошно може прокисати внаслідок розвитку у ньому бактерій, які зброджують цукор з утворенням кислот, та пліснявіти внаслідок активної життєдіяльності плісеневих грибів.

Для зберігання борошна в господарствах виділяють сухі, добре продезінфіковані склади. Борошно затарюють у мішки масою 50 кг й укладають штабелями в 6 - 8 мішків так, щоб вони не розвалювалися (трійником або п'ятериком). Нижній ряд мішків кладуть на дерев'яний підтоварник. Якщо борошно зберігається тривалий час, то через кілька місяців верхні мішки перекладають униз, а нижні -- вгору, щоб запобігти злежуванню борошна, втраті ним сипкості та перетворенню на моноліт.

Необхідно встановити систематичний контроль за умовами зберігання, станом і якістю борошна. Температуру повітря перевіряють щотижня на висоті 1,5 м від підлоги і при потребі продукцію провітрюють щодня. Крім того, раз на місяць перевіряють температуру повітря на рівні нижнього, середнього та верхніх рядів мішків штабеля. Температуру борошна вимірюють при надходженні його на склад, а потім при зберіганні двічі на місяць, якщо температура повітря на складі вище 10 °С, і один раз на місяць, якщо вона нижча Ю °С. Відносну вологість повітря перевіряють у встановлені строки. Дані перевірок записують у спеціальний журнал.

Для визначення смаку, запаху борошна і зараженості шкідниками від кожного штабеля відбирають середню пробу відповідно до стандарту: при температурі борошна 10 °С і нижче -- не рідше одного разу на місяць, а при температурі вище 10 °С -- двічі на місяць. Основним технологічним показником борошна є його кислотність: пшеничного -- 4°, житнього -- 4,5 - 5°. У разі його відхилення від норми припиняють подальше зберігання борошна Для збільшення виходу борошна високих сортів при переробці зерна на борошномельних заводах необхідно забезпечити насамперед максимальне відокремлення від ендосперму оболонок і зародків зерна. Відомо, що в цих частинах зерна міститься багато цінних біологічно активних речовин. Тому видалення їх під час переробки зерна значною мірою збіднює борошно з чистого ендосперму на мінеральні речовини та вітаміни.

У зародку пшениці міститься значна кількість білків, вуглеводів, вітамінів і мінеральних речовин. Порівняно з цілим зерном у ньому більше цукру, білка та в 6 разів більше жиру.

На борошномельних заводах виробляють зародкові пластівці, вихід яких становить 0,25 - 0,30% від маси перероблюваного зерна. Хімічний склад їх такий: вологість 11-15%; білка 28,6-41; вільних ліпідів 8- 10,4; вільних цукрів 11,1 - 16,6; крохмалю 15,4-25,5; клітковини 2,4- 3,7; золи 4,2-6,3%. Кальцію у пластівцях у 1,2-2,5 раза більше, ніж у цілому зерні і борошні вищого сорту, а калію -- в 1,5 - 5 разів.

Технологічний процес виробництва зародкових пластівців складається з таких основних операцій: відбору зародкових пластівців;очищення від залізомагнітних домішок; збагачення в повітряному аспіраторі для відокремлення часточок оболонок і борошна; сушіння; охолодження; розфасовування й упаковування в паперові мішки з поліетиленовими вкладишами. Хліб відрізняється від багатьох інших продуктів харчування тим, що добре засвоюється організмом. Це пояснюється тим, що він має пористу, м'яку, еластичну та не липку м'якушку, в якій містяться денатуровані білки, частково клейстеризований і розчинений крохмаль, сильно розм'якшені оболонкові часточки зерна. Тому всі компоненти хліба легкодоступні для дії ферментів травного каналу.

Енергетична цінність хліба досить висока. Так, 100 г його, залежно від виходу і сорту борошна та рецептури тіста, дають організмові 798 -- 1390 кДж, що становить близько 35% його потреби в енергії.

Виробництво хліба почалося давно (10-15 тис. років тому), коли людина почала вирощувати злакові культури. Спочатку люди їли сире зерно, але з появою вогню з'ясували, що підігріте на ньому зерно має приємний смак. Так людина стала виткати перепічки, а згодом і хліб.

З давніх часів хліб цінився дуже високо. В Давньому Єгипті сонце, золото і хліб позначали однаково -- у вигляді кола з крапкою посередині. В Римі раб, який умів випікати хліб, коштував у 10 разів дорожче за найкращого гладіатора.

Минуло ще багато століть, перш ніж у тісто почали додавати дріжджі, які перетворили жорстку перепічку на пишну і м'яку булку.

Пшеничне борошно. Хлібопекарська якість пшеничного борошна визначається переважно такими його властивостями, як: газоутворююча здатність; можливість утворювати тісто з певними структурно-механічними властивостями; колір борошна і його здатність до потемніння у процесі виготовлення тіста.

Газоутворююча здатність борошна характеризується кількістю вуглекислого газу, що виділяється за певний період часу при бродінні тіста, замішаного з певної кількості борошна, води і дріжджів. Вона зумовлена вмістом у ньому власних цукрів та цукроутворюючою властивістю.

Відомо, що цукри в зерні розподіляються нерівномірно. У центральній частині (ендоспермі) зерна їх значно менше, ніж у зародку, оболонках та алейроновому шарі з прилеглим до нього зовнішнім шаром ендосперму. Тому чим менший вихід даного сорту борошна, тим менше в ньому часточок периферійних шарів зерна та цукрів. Загальний вміст у пшеничному борошні зброджувальних дріжджами цукрів, залежно від складу зерна і виходу борошна, становить 0,7 - 1,8% сухої речовини у вигляді переважно сахарози.

Цукроутворююча здатність борошна -- це властивість приготовленої з нього водно-борошнистої суміші утворювати за відповідної температури і за певний час певну кількість мальтози, яка зумовлює дію амілолітичних ферментів борошна на крохмаль. Вона за лежить як від кількості амілолітичних ферментів (а-амілази), так і _від розмірів, характеру складових частинок борошна та крохмальних зерен у цих частинках.

У нормальному, непророслому зерні міститься достатня кількість а-амілази, тому цукроутворююча здатність борошна з нього залежить від доступності дії ферментів на крохмаль, що міститься в борошні. Доступність ("атакованість") борошна для дії ферментів залежить переважно від стану його часточок. Чим вони дрібніші і чим краще подрібнені, тим доступніші для дії на них а-амілази.

Встановлено, що в газоутворенні, що відбувається під час бродіння тіста, беруть участь як власні цукри борошна, так і ті, що утворюються в тісті. Однак власні цукри борошна відіграють важливу роль тільки на початку бродіння тіста, тоді як успіх хлібопечення зумовлюється газоутворенням наприкінці бродіння, під час розстоювання тіста та на початку випікання хліба.

Газоутворююча властивість борошна впливає на об'ємний вихід, пористість та колір хліба.

На процес виробництва хліба, крім газоутворюючої здатності, значною мірою впливають структурно-механічні властивості тіста.

Властивість борошна утворювати після замішування, в процесі бродіння, а також розстоювання тісто з певними структурно-механічними властивостями умовно називають силою борошна. Сильним вважається борошно, яке здатне поглинати при замішуванні тіста нормальної консистенції відносно велику кількість води.

Найбільше впливають на структурно-механічні властивості тіста білки зерна. Крім білків на структурно-механічні властивості тіста впливають вміст у борошні (у пшеничному -- близько 70%) і стан крохмалю. Чим більше в борошні крохмалю, тим менше білкових речовин, тим слабкіше борошно. З іншого боку, чим дрібніші крохмальні зерна, тим більша їх поверхня і тим більше води вони адсорбують при утворенні тіста.

На структурно-механічні властивості борошна впливають також ліпіди, які зміцнюють структуру білків.

Споживач, як правило, звертає увагу на колір м'якушки хліба із сортового пшеничного борошна, віддаючи перевагу хлібу із світлішою м'якушкою, колір якої залежить від кольору борошна. Колір борошна визначається кольором ендосперму зерна, з якого змелене борошно, а також кольором та кількістю в борошні периферійних часточок зерна.

Здатність борошна до потемніння під час переробки зумовлюється вмістом у ньому тирозину, при окисленні якого ферментом тирозиназою утворюються темнозабарвлені меланіни.

Житнє борошно. Хлібопекарські якості житнього борошна порівняно з якостями пшеничного мають ряд особливостей. У ньому на

10 - 15% менше білків, які у звичайних умовах не утворюють клейковини. У білках житнього борошна більше водо- і солерозчинних фракцій, 50 - 52% загальної маси яких може набухати.

Житнє борошно містить 80 -- 85% вуглеводів -- крохмалю, цукрів, слизу, пентозанів і клітковини. Для нього характерні нижча температура клейстеризації крохмалю та більший вміст ферментів, що забезпечує інтенсивний процес цукроутворення в тісті. В'язкі властивості житнього борошна -- результат набухання крохмалю та гідратації слизу. Слизи жита дуже гідрофільні, об'єм їх під час гідратації збільшується на 800%. Підвищений вміст власних цукрів у житньому борошні завжди забезпечує його досить високу цукро- і газоутворюючу здатність.

Хліб із житнього борошна має менший об'єм, темну і більш липку м'якушку. Темний колір м'якушки зумовлюється вмістом у периферійній частині зерна жита ферменту Ітоліфеїолоксидази. При дії його на амінокислоту тирозин, яка у великій кількості є в житньому борошні, утворюються темнозабарвлені речовини -- меланіни.

Цінною особливістю житнього борошна є також підвищений вміст у ньому йоду і фтору.

Перелік і співвідношення окремих видів сировини, яка використовується для виробництва хліба (борошно, вода, сіль, дріжджі, цукор, жири та ін.), називається рецептурою. В рецептурі хліба і хлібобулочних виробів кількість різних видів сировини виражають у кілограмах на 100 кг борошна.

Рецептура основних сортів пшеничного хліба і хлібобулочних виробів приблизно така, кг: борошно -- 100; вода 40 - 70; дріжджі 0,5 -2,5; сіль 1,3 - 2,5; цукор 0 - 20; жир 0 - 13. Для деяких сортів хліба і хлібобулочних виробів потрібні також яйця, родзинки, молоко, мак, ванілін тощо.

Виробництво хліба складається з п'яти тісно пов'язаних між собою технологічних етапів: підготовки сировини, приготування і обробки тіста, випікання, охолодження і зберігання хліба.

Підготовка сировини. Для одержання тіста нормальної консистенції треба, щоб сировина відповідала вимогам хлібопечення і була підготовлена належним чином. Підготовка борошна -- це складання, змішування, просіювання і магнітне очищення сумішей. Борошно просіюють на спеціальних машинах, на яких встановлюють магнітні вловлювачі. Просіювання запобігає потраплянню в тісто різних домішок. Крім того, під час просіювання відбувається аерування часточок борошна -- насичення їх киснем повітря, який на початку бродіння використовується дріжджами для аеробного дихання.

У хлібопеченні використовується вода, яка за якістю має відповідати вимогам питної води. У ній не повинно бути шкідливих домішок і хвороботворних мікроорганізмів, тому що багато з них зберігається при випіканні, внаслідок чого хліб може стати джерелом захворювань. Оскільки в технологічному процесі хлібопечення велику роль відіграють процеси бродіння, кип'ячену воду використовувати не можна, тому що в ній майже немає розчиненого повітря, яке потрібне для життєдіяльності дріжджів.

Сіль, яку використовують у хлібопеченні, також повинна відповідати вимогам стандарту. Вона поліпшує фізичні властивості тіста, надає смаку хлібу, її попередньо розчиняють у воді, а потім фільтрують розчин. Крупнозернисту сіль перед розчиненням промивають. Зберігати сіль треба в сухому приміщенні з вологістю повітря не більше 75%.

Якість хліба залежить переважно від ступеня і правильності його розпушеності (пористості). Основними розпушувачами тіста є дріжджі -- одноклітинні мікроорганізми розміром до 10 мкм, які належать до класу грибів. У виробничих умовах вони розмножуються брунькуванням. Оптимальна температура для їх розмноження 26-28 °С, при температурі 58 -- 68 °С дріжджі гинуть. Вони можуть розмножуватись як в аеробних, так і в анаеробних умовах, виділяючи в процесі життєдіяльності вуглекислий газ. Добре розподілені в масі тіста дріжджові клітини виділяють вуглекислий газ, яким насичується тісто, внаслідок чого створюється тиск газу і тісто розпушується.

У хлібопеченні застосовують пресовані, сухі й рідкі дріжджі. Пресовані дріжджі мають вологість до 35%, тому швидко псуються. Сухі дріжджі одержують висушуванням пресованих, вони можуть зберігатися тривалий час. Основні вимоги до пресованих і сухих дріжджів -- наявність у них піднімальної сили, тобто здатності за певний час забезпечити підняття (розпушування) тіста до певного рівня.

Приготування рідких дріжджів на хлібопекарських підприємствах потребує мікробіологічного контролю, оскільки треба стежити за складом мікрофлори тіста (дріжджів, молочнокислих бактерій).

Тісто для кондитерських виробів, яке містить багато цукру, розпушувати дріжджами не можна, оскільки цукор створює високий осмотичний тиск, що зумовлює зневоднювання та плазмоліз тіста. Тому тісто для таких виробів розпушують гідрокарбонатом натрію Ка₂НСО₃ або карбонатом амонію (МНСОз- Карбонат амонію, наприклад, розкладається в тісті на аміак, вуглекислий газ і воду:

Приготування тіста. Пшеничне тісто готують двома основними способами: опарним і безопарним.

При опарному способі спочатку роблять опару. Для цього використовують близько половини загальної кількості борошна, до 2/3 води і всю кількість дріжджів. За консистенцією опара рідніша за тісто і має температуру 28 - 32 °С. Тривалість бродіння опари 3-4,5 год.

На готовій опарі замішують тісто, додаючи інгредієнти, що залишилися, та передбачені рецептурою цукор і жир. Тісто має початкову температуру 28 - ЗО °С. Його бродіння триває 1 - 1,45 год.

Безопарним способом замішують тісто з усієї кількості борошна, води, солі і дріжджів. Початкова температура його бродіння 28 -ЗО °С, тривалість бродіння 2 -- 4 год.

Кожний із наведених способів має свої переваги і недоліки. Приготування тіста опарним епосом більш тривале, але двоступінчастий процес бродіння поліпшує пластичні властивості тіста, сприяє гідролізу компонентів борошна та нагромадженню більшої кількості речовин, які надають смаку та аромату хлібові.

Хліб, приготовлений опарним способом, має кращі пористість м'якушки, структуру пор, їх тонкостінність, тому що в тісті інтенсивніше відбуваються процеси набухання часточок борошна, пентазація білків тощо. Поліпшенню пластичних і смакових якостей тіста сприяє також значне накопичення у ньому молочної кислоти. При опарному способі скоринки хліба краще забарвлені (рожевуваті, світло-коричневі), гладенькі завдяки вмісту в тісті декстринів і цукрів, а також утворенню комплексних сполук -- меланоїдів.

Недоліком опарного способу є більша тривалість приготування тіста порівняно з безопарним та більша потреба в додатковому устаткуванні. Втрати сухої речовини борошна при цьому менші, тому вихід хліба приблизно на 0,5% менший.

Іноді як при опарному, так і при безопарному способах приготування тіста використовують закваски -- водно-борошняні суміші, в яких крохмаль борошна клейстеризований. Готують їх з борошна і води у співвідношенні 1:3-1:2 (борошна беруть 3 - 5% від загальної його кількості).

Особливості виготовлення житнього хліба зумовлені властивостями житнього борошна. У ньому немає зв'язної клейковини, але містяться сильнонабухаючі високомолекулярні пентозаіщ -- слизи (2-3%). Клейстеризація житнього крохмалю відбувається за більш низьких температур порівняно з пшеничним. У житньому борошні завжди достатня кількість а-амілази в активному стані. Крім того, речовини здатні значно пептизуватися й переходити у в'язкі колоїдні розчини. Тому властивості і способи приготування житнього хліба зовсім інші, ніж пшеничного. Відомо, що тільки багатоступінчасте виготовлення житнього тіста з багаторазовим добавлянням до нього свіжих порцій борошна з одночасним тривалим бродінням дає змогу підвищити його газоутримуючу здатність і формостійкість.

Особливістю житнього тіста є висока кислотність (приблизно 12°). Підвищена кислотність, зокрема вміст молочної кислоти, позитивно впливає на фізичні властивості житнього тіста, сприяє пептизації й одночасному набуханню частини білків.

Підвищена кислотність гальмує дію а-амілази при випіканні хліба, скорочує період утворення під її впливом декстринів, що запобігає підвищеній липкості й замиканню м'якушки готового хліба. Високої кислотності досягають замішуванням житнього тіста на густих і рідких заквасках з борошна, води і старої закваски або тіста. Вологість густих заквасок (так звані головки) дорівнює 50%, менш густих (кваси) -- 60, рідких -- 70 - 80%.

Закваски містять дріжджі і молочнокислі бактерії, які викликають бродіння тіста та утворення молочної та оцтової кислот. Співвідношення кількості дріжджів і молочнокислих бактерій в житньому тісті становить 1 : 100.

Дуже ефективним способом зміни складу та властивостей бродильної мікрофлори житніх заквасок, а отже, і співвідношення в них різних продуктів бродіння є зміна температури. Встановлено, що при підвищенні температури заквасок від 25 до 40 °С у них збільшується кількість кислот, зокрема молочної кислоти в загальній кислотності тіста. З моменту замішування тіста починається його бродіння. Процеси, які приводять тісто в результаті бродіння та обминок до оптимального стану для розділення і випікання, називається дозріванням тіста.

Під час бродіння тіста внаслідок дії ферментів дріжджів на вуглеводи утворюються етиловий спирт, вуглекислий газ, молочна й оцтова кислоти та інші продукти.

Застосовувані в хлібопеченні дріжджі можуть зброджувати всі цукри тіста -- глюкозу, фруктозу, мальтозу й сахарозу. Глюкоза і мальтоза зброджуються в тісті безпосередньо, а сахароза попередньо перетворюється на глюкозу і фруктозу. Молекула мальтози розкладається в тісті мальтозою дріжджів на дві молекули глюкози.

Процес спиртового і кислотного (переважно молочнокислого) бродіння тіста -- це ланцюг складних біохімічних процесів, зумовлених взаємодією комплексу ферментів дріжджів і кислотоутворюючих бактерій та ферментів борошна. При цьому із тіста в клітини дріжджів і кислотоутворюючих бактерій надходять розчинні продукти, необхідні для їх життєдіяльності (бродіння, дихання, розмноження), а із клітин у тісто виділяються основні і побічні продукти бродіння дріжджами, водночас із крохмалю борошна під дією а- і Ь-амілаз утворюється мальтоза.

Під час зброджування цукрів виділяються спирт і вуглекислий газ. Етиловий спирт, що частково утворюється, бере участь в утворенні аромату хліба.

Вуглекислий газ, вивільняючись із в'язкого тіста, піднімає і розрихлює його, надаючи йому пористості. Чим більше виділяється вуглекислого газу, тим пористішими будуть тісто і хліб. Величина газоутримуючої властивості хліба змінюється залежно від різних факторів, насамперед від вмісту клейковини та консистенції тіста.

У процесі бродіння підвищується кислотність тіста через нагромадженням продуктів, які мають кислу реакцію. Підвищення кислотності опари в тісті під час бродіння зумовлене переважно утворенням і накопиченням деяких кислот.

У тісті, що вибродило, є молочна, оцтова, лимонна та інші органічні кислоти. Встановлено, що збільшення кислотності тіста після бродіння приблизно на 2/3 зумовлене нагромадженням молочної кислоти. Основну роль у цьому відіграють молочнокислі бактерії, частина яких міститься в борошні і дріжджах.

Під час бродіння тіста вуглекислий газ, який нерівномірно розподіляється в ньому, утворює великі бульбашки. Для кращого розпушування всієї маси тіста та його аерації під час бродіння роблять одну-дві перебивки (обминки). Обминку проводять за допомогою тістомішальної машини, як правило, протягом 1,5-2,5 хв., що дає змогу поліпшити структуру та структурно-механічні властивості тіста й одержати хліб найбільшого об'єму з дрібною, тонкостінною і рівномірно пористою м'якушкою.

Для підвищення якості хліба широко застосовують хімічні добавки. Так, при переробці борошна з низькою якістю клейковини, наприклад із зерна, пошкодженого клопом-черепашкою, в нього добавляють бромат калію. Крім бромату калію, в хлібопеченні використовують аскорбінову кислоту і пероксид кальцію. При їх добавлянні збільшується об'єм хліба (на 10-40%), підвищується пористість-та структура м'якушки, яка стає світлішою.

Тісто, яке вибродило (дозріло), розділяють на шматки потрібної маси, округлюють, залишаючи для попереднього або остаточного розстоювання тістових заготовок. На заводах тісто розділяють на шматки за допомогою тістороздільних машин, після чого їх зразу округлюють. При випіканні круглих подових виробів це операція кінцевого формування шматків тіста. Для багатьох інших виробів (батонів, рогаликів та ін.) округлювання є лише першою проміжною стадією їх формування, її мета -- поліпшення структури тіста.