Новости

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» пригласил генерального директора ООО «Грейн Ингредиент»  Валерию Владимировну Петриченко принять участие в работе VII международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века», которая прошла 16-18 сентября 2021 года на базе Кубанского государственного технологического университета (г. Краснодар).

Цель проведения конференции - обсуждение вопросов современного состояния и перспектив развития научно-технологического потенциала технологий хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий.

Проведение данной конференции позволило ее участникам получить современную научно-техническую информацию по инновационным решениям в технологиях хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий, а также привлечь к обсуждению проблем отрасли российских и зарубежных специалистов.

ПОЧЕМУ ВСЕ ПОТЕРИ НЕСУТ ХЛЕБОЗАВОДЫ?

И ГДЕ ВЫХОД ИЗ СЛОЖИВШЕЙСЯ СИТУАЦИИ?

В.В. Петриченко, канд. техн. наук, генеральный директор «Грейн Ингредиент», официальный партнёр DSM и Grain Improvers B. V. (Нидерланды);

Bert Strubbe, Product and Application Expert Baking Enzymes, DSM Food Specialties;

А.Ю. Шаззо, доктор техн. наук, заведующий кафедрой пищевой инженерии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»;

А.Е. Туманова, док. техн. наук, проф. кафедры «Кондитерских, сахаристых, субтропических и пищевкусовых технологий» МГУПП;

О.Е. Антипова, руководитель отдела качества и технологий ООО «Латманнен Юнибейк».

Пандемия коронавируса снизила платежеспособность населения и хлебопекам, в жесткой конкуренции за полки магазинов, стало сложнее предлагать свои изделия по дорогой цене, ведь хлеб - продукт социальный. В этой статье мы подробно разберемся на чем же теряют свои деньги хлебозаводы.

Основное сырье для производства хлебобулочных изделий – мука. Причем в большей степени мука пшеничная. Мука – это не просто порошок, а живой продукт, с которым в процессе хранения, тестоведения и выпечки происходят сложные биохимические процессы. Именно от хлебопекарных свойств муки зависят качество и выход хлеба.

Первое на что необходимо обратить внимание – водопоглотительная и водоудерживающая способности муки.

Водопоглотительная способность муки (ВПС) – важный параметр ее качества, влияющий на весь технологический процесс, независимо от вида производимой продукции. Для производства массовых сортов хлебов этот показатель напрямую влияет на фактический выход изделий, следовательно на прибыль предприятия.

Именно от способности муки поглощать и удерживать воду зависит выход хлеба. Если ВПС в норме, то плановый выход совпадает с фактическим. При этом хлебозавод выпускает расчетное количество хлеба и не несет сырьевых потерь. Если же мука обладает низким ВПС, то тесто получается слабым. Тогда для достижения необходимой его консистенции требуется дополнительный расход муки чтобы понизить влажность теста, а это ведет к перерасходу муки.

То есть понятно, что для получения прибыли хлебопекарное предприятие должно получать муку с высоким ВПС. Однако, например, выход батона нарезного с 142% со времен СССР в наше время упал до 129-133%? Почему хлебопеки стали терять выхода? Что стало не так с мукой? Что повлияло на ВПС муки?

Мука пшеничная по ГОСТ состоит из крахмала ≈68-70% и клейковины ≈ 28-30%.

Но клейковина это не только белки, которых в ней содержится ≈ 12%, а еще вода ≈ 15%, некрахмальные полисахариды (NPS) ≈ 3% и липиды ≈ 2%, рисунок 1.

Рисунок 1. Фактический состав муки пшеничной по ГОСТ.

Важно понимать какие компоненты муки поглощают и удерживают воду?

На поглощение воды при замесе теста влияют: крахмал, протеин (белок) и NPS (некрахмальные полисахариды). Остальные компоненты на ВПС влияния не оказывают. Европейские учёные провели исследования и оказалось, что каждый из компонентов поглощает по трети от всей добавленной воды, таблица 1:

Таблица 1: Водопоглотительная способность отдельных компонентов муки

Процентные колебания любого из данных компонентов в составе муки   принципиального влияния на поглощение воды не оказывают, в любом случае крахмал, протеин и некрахмальные полисахариды при замесе воды поглощают одинаковое количество от всей добавленной воды – каждый по 1/3 части, рисунок 2:

Рис. 2 Соотношение водопоглощающих компонентов муки и их вклад в водопоглощение при замесе теста.

А на удержание воды при замесе и формовании теста, а также последующем хранении выпеченной продукции в большей степени оказывает влияние состояние белков и их физическая связь с крахмалом (рис. 6). Именно поэтому очень важен оптимальный гранулометрический состав муки. Если при помоле зерна пшеницы количество целостных крахмальных гранул в окружающей их белковой сетке будет составлять 90 %, а количество разрушенного крахмала 10 %, то мука будет обладать высокими водопоглотительной и влагоудерживающей способностями, рисунок 3:

 Рис 3 Состояние крахмальных при размоле зерна пшеницы

Следовательно, очень важный показатель, который определяет практически все – степень разрушения крахмала. От степени разрушения крахмальных гранул и окружающей его белковой сетки зависит не только ВПС муки, но и: стабильность и предсказуемость реологии теста; цвет и пористость мякиша хлеба, состояние и окраска корок хлеба, объем хлеба.

Более того, свежесть и мягкость хлеба также зависит от степени разрушения крахмала. Именно состояние крахмальных гранул в муке имеет определяющее значение для скорости черствения мякиша хлеба. Во время замеса теста крахмальные гранулы поглощают воду. При выпечке крахмал желатинизируется: амилоза (один из основных полисахаридов, составляющих крахмал) вытекает из гранул, образуя сплошную желеобразную массу выпекающегося теста. Во время выпекания теста образуется мякиш за счет «схватывания» этой желеобразной массы. В тоже время вода, поглощенная крахмальными гранулами, приводит к их набуханию (гидратированию амилопектина).

Во время хранения хлеба в течение нескольких дней амилопектин начинает терять воду, что приводит к повторной кристаллизации или ретроградации крахмала. И чем сильнее разрушены крахмальные гранулы муки при помоле зерна, тем скорее наступает ретроградация. Крахмал и мякиш хлеба становятся жесткими. Начинается процесс черствения хлеба, рисунок 4. Скорость черствения хлеба в процессе хранения зависит от мягкости мякиша после остывания.

Рис.4. Процесс черствения хлебного мякиша 

Целые крахмальные гранулы в муке помогают увеличить сроки хранения готовой продукции. Дело в том, что доступный чрезмерно разрушенный крахмал обеспечивает великолепное питание плесневым грибам. Благодаря этому они «процветают» в чрезмерно мелкой муке. Цельная белковая оболочка крахмальных гранул, напротив, затрудняет доступ плесени к крахмалу, тем самым, сдерживает её питание и развитие. И снова хлебозаводы, работая с чрезмерно мелкой мукой, несут потери, закупая дорогостоящие улучшители для продления сроков годности своих продуктов. Особенно южные регионы РФ из-за жаркого климата вынуждены для предотвращения микробиологической порчи (плесневения) применять в тесто консерванты для длительного хранения или специальные закваски для продуктов с более короткими сроками хранения.

В кондитерской промышленности мелкая мука приводит к ломкости вафель и перерасходу дорогих жиров для прослойки в следствии их сверхнормативной впитываемости разрушенным крахмалом. И тут не обходится без внесения улучшителей муки.

При этом действие многих хлебопекарных улучшителей основано на влиянии на субстрат, которым обычно является крахмал, белок или некрахмальные полисахариды. Если их взаимная естественная структура нарушена из‑за чрезмерного измельчения, то хлебопекарные улучшители начинают действовать нестабильно, что приводит к их перерасходу. Необходимо понимать, что не существует ни одного фермента или химического агента, который бы «сшивал» разрушенные крахмальные гранулы. Поэтому то, что разрушено на мельнице, хлебопёк уже никогда не «соберёт». При работе с мукой с чрезмерно разрушенным крахмалом даже самые замечательные улучшители муки дают весьма посредственный результат.

Возникает еще одна проблема: чтобы «спасти» муку, на некоторых мелькомбинатах вносят добавки, например отбеливатель муки на основе пероксида бензоила. А затем на хлебозаводе вносят улучшители муки, И, в результате возникает конфликт добавок. Более того, хлебозавод получает в составе муки скрытые добавки с кодом «Е», о которых он не знает. И в случае предъявления претензий от Роспотребнадзора пострадает только хлебозавод.

Стоит еще упомянуть о том, что производители готовой продукции сталкиваются с обидным противостоянием диетологов или любителей здорового образа жизни. Иногда их аргументы справедливы, но не по вине хлебопёков – крахмал из мелкой муки легко доступен для пищеварительных ферментов человека. Их действие на разрушенные крахмальные гранулы приводит к вспышкообразному выбросу глюкозы в кровь, что действительно может способствовать развитию ожирения и сахарного диабета. Некоторые производители, например, нарезных батонов, даже сталкиваются с претензиями надзорных органов из‑за превышения массовой доли сахара в готовых изделиях, которое отмечается даже при уменьшении внесения сахара по рецептуре.

В Европе и других развитых странах от добавок в муку уходят, стараясь работать с только зерном при помощи различных технологических приемов и совершенствования оборудования.

Выход для хлебопеков РФ в сложившейся ситуации – это требовать с мельницы муку щадящего помола, полученную при помощи ферментирования зерна. Благодаря применению данной технологии на мельнице, мука получается качественнее с точки зрения гранулометрии. При помоле без ферментирования зерна мука обычно получается очень мелкая, потому что оболочки отделяются трудно и для того, чтобы избавится от них приходится сильнее сжимать валы вальцевых станков и сгущать сита в размольном отделении, рисунок 5.

Рис. 5. Гранулометрический состав мелкой муки в/с при помоле без ферментирования зерна.

Благодаря ферментированию зерна оболочки отделяются от эндосперма легче, поэтому помол происходит деликатнее. Гранулы муки становятся крупнее, количество разрушенного крахмала в муке снижается до оптимального (10-17 UCD), рисунок 6.

Рис.6. Оптимальный гранулометрический состав муки в/с, произведенной при применении ферментативной подготовки зерна к помолу.

Поэтому Хлебопекарные улучшители начинают эффективнее действовать на муку, рисунок 7.

Рис. 7. Эффекты от помола ферментированного зерна

Этот способ набирает большую популярность в мире, потому что соответствует всем современным трендам: здоровое питание, экологичность и экономия ресурсов.

Результаты лабораторных пробных и промышленных выпечек из муки щадящего помола показали, что:

• увеличился более 20% объемный выход хлеба;
• улучшилась формоустойчивость хлеба;
• улучшилась структура пористости и эластичность мякиша хлеба;
• мякиш хлеба визуально значительно светлее;
• значительно уменьшилась крошливость мякиша;
• увеличилась пролонгация свежести и мягкости хлеба.

Во время испытаний муки из ферментированного зерна на современных лабораторных приборах исследовались реологические свойства теста и качество хлеба. Установлено, что в пробах теста из муки щадящего помола вязкость больше на 45 Па/с в сравнении с контрольными пробами.

Исследование на приборе Фаринограф определило, что образцы муки из ферментированного зерна характеризовались высокими значениями водопоглотительной способности (ВПС) - 67,8 %, минимальной продолжительностью тестообразования - 0,8 мин. и степенью разжижения -45 ЕВ, а также бóльшей устойчивостью или стабильностью - 9,1 мин.

Повышение водопоглотительной способности (ВПС) муки на 3 % способствует увеличению удельного объема формовочного хлеба, повышает формоустойчивость подовых изделий и припек в целом хлебобулочной продукции.

Ведущие специалисты «Кубанского государственного университета» под руководством профессора Шаззо А.Ю. и специалисты компании «Грейн Ингредиент», официального дистрибьютора мирового биотехнологического лидера – концерна DSM, на практике доказали целесообразность и эффективность применения ферментирования зерна перед размолом.