Технологические особенности и теоретическое обоснование применения механически активированной воды в производстве мучных изделий

Руднев С. Д. ^a

Шевченко Т. В. ^a

Устинова Ю. В. ^a

Крюк Р. В. ^a

Иванов В. В. ^b

Чистяков А. М. ^a

Аффилиация

a Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия

b ООО "Кузбассхлеб", Кемерово, Россия

Все права защищены ©Руднев и др. Это статья с открытым доступом, распространяемая на условиях международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0. (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), позволяет другим распространять, перерабатывать, исправлять и развивать произведение, даже в коммерческих целях, при условии указания автора произведения.

Получена 11 Мая, 2021 | Принята в исправленном виде 20 Сентября, 2021 | Опубликована 29 Декабря, 2021

DOI: http://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-768-778

Аннотация

Введение. В питании населения Российской Федерации мучные изделия занимают ведущее место. Для повышения их качества используют активацию воды. Целью работы является воздействие на воду подведенной механической энергии для изменения физико-химических свойств теста, приготовленного на активированной воде, с одновременной оценкой энергетической эффективности предлагаемого технологического процесса и определение качественных показателей хлеба.
Объекты и методы исследования. Мука пшеничная первого сорта; вода питьевая; дрожжи хлебопекарные прессованные вида Saccharomyces cerevisiae. Для оценки физико-химических свойств воды использовали стандартные методы исследования: определение показателя кислотности (рН), коэффициентов поверхностного натяжения и биологической активности. Физико-химические свойства полученного теста на активированной воде изучали реологическими методами: определение предельного напряжения сдвига и адгезионно-когезионной прочности (адгезия).
Результаты и их обсуждение. Определены технологические свойства активированной воды: увеличение кислотности за счет снижения величины рН до 6,05; поверхностное натяжение снижается на 10 % при общем времени перемешивания 10 мин, а через 5 мин – на 4 %; биологическая активность активированной воды увеличилась в 1,5 раза. Механически обработанная вода, используемая для производства хлеба, способствует общему энергосбережению при замесе теста и повышению его водосвязывающей способности. Влага на 30–40 % интенсивнее удаляется из теста, замешанного с водой, не подвергнутой механоактивации. Отмечено изменение качества клейковины, основанное на повышении напряжения сдвига, придающей полученному тесту повышенные формующие свойства, необходимые для производства качественного хлеба. С применением механоактивированной воды удельный объем хлеба повысился с 2,05 до 2,38 см³/г.
Выводы. Доказана возможность изменять физико-химические и реологические свойства опытных партий теста, а также основные органолептические и качественные показатели хлеба: пористость и повышение упругости хлебного мякиша.

Ключевые слова

Мучные изделия, хлеб, механоактивация воды, поверхностное натяжение, биологическая активность воды, приготовление теста, энергозатраты, качество хлеба

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Исследования были выполнены на базе ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» (КемГУ).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Hussein A. M. S., Ibrahim G. E. Effects of various brans on quality and volatile compounds of bread // Foods and Raw Materials. 2019. Vol. 7. № 1. P. 42–50. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2019-1-42-50.
Барышникова Н. И., Резниченко И. Ю., Вайскробова Е. С. Разработка системы управления безопасностью на основе принципов ХАССП при производстве хлеба из пшеничной муки // Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 47. № 4. С. 115–122. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2017-4-115-122.
Reasons for the ways of using oilcakes in food industry / M. S. Bochkarev [и др.] // Foods and Raw Materials. 2016. Vol. 4. № 1. P. 4–12. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-4-12.
Науменко Н. В. К вопросу о качестве хлеба и хлебобулочных изделий // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2013. Т. 1. № 2. С. 45–49.
Способ изменения поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ / Т. В. Шевченко [и др.] // Фундаментальные исследования. 2015. № 2–26. С. 5787–5790.
Кравченко В. Н., Мазаев Ю. В., Яшин И. С. Основные показатели активированной воды с учетом ее разбавления // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2018. Т. 31. № 3. С. 174–177.
Сокол Н. В., Атрощенко Е. А. Исследование влияния электрохимически активированной воды на реологические свойства теста и качество хлеба // Новые технологии. 2019. № 1. С. 170–177. https://doi.org/10.24411/2072-0920-2019-10117.
Изменение свойств воды и водосодержащих систем при использовании низкоэнергетических воздействий / Г. Н. Сидоренко [и др.] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2018. № 2. С. 99–119. https://doi.org/10.15593/2224-9400/2018.2.08.
Оценка процессов структурообразования в воде и водосодержащих средах с использованием электрофизических методов и термометрии / Г. Н. Сидоренко [и др.] // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2019. Т. 21. № 2. С. 202–214. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2019-21-2-202-214.
Прилипко А. В., Иванов В. В. О влиянии предварительной обработки воды на технологические процессы и качество хлеба // Пищевые инновации в биотехнологии: сборник тезисов VI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Кемерово, 2018. С. 56–59.
Electrochemical activation asa fat rendering technology / M. V. Gorbacheva [et al.] // Foods and Raw Materials. 2021. Vol. 9. № 1. P. 32–42. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-32-42.
Руднев С. Д., Иванов В. В., Крюк Р. В. Совершенствование процесса структурообразования пшеничного теста // Новые технологии. 2019. № 1. С. 149–161. https://doi.org/10.24411/2072-0920-2019-10115.
Comparison of dispersion behavior of agglomerated particles in liquid between ultrasonic irradiation and mechanical stirring / S. Sumitomo [et. al.] // Ultrasonics Sonochemistry. 2018. Vol. 40. P. 822–831. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.08.023.
Brown P. S., Bhushan B. Bioinspired materials for water supply and management: water collection, water purification and separation of water from oil // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2016. Vol. 374. № 2073. https://doi.org/10.1098/rsta.2016.0135.
Sun C. Q., Sun Y. The attribute of water. Single notion, multiple myths. Singapore: Springer, 2016. 494 p. https://doi.org/10.1007/978-981-10-0180-2.
Comparison of liquid state anomalies in Stillinger-Weber models of water, silicon and germanium / D. Dhabal [et al.] // Journal of Chemical Physics. 2016. Vol. 145. № 21. https://doi.org/10.1063/1.4967939.
On the time required for freezing water / J. R. Espinosa [et al.] // Journal of Chemical Physics. 2016. Vol. 145. № 21. https://doi.org/10.1063/1.4965427.
Rogers J. M., Ichie T. Multipole moments of water molecules and water solvation of monovalent ions // Journal of Molecular Liquids. 2017. Vol. 228. P. 54–62. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.10.007.
Torres-Carbajal A., Castañeda-Priego R. Characterization of the thermodynamics, structure and dynamics of a water-like model in 2- and 3-dimensions // Physical Chemistry Chemical Physics. 2016. Vol. 18. № 26. P. 17335–1730. https://doi.org/10.1039/c6cp01565d.
Izadi S., Onufriev A. V. Accuracy limit of rigid 3-point water models // Journal of Chemical Physics. 2016. Vol. 145. № 7. https://doi.org/10.1063/1.4960175.
Руднев С. Д., Вайман Е. Ф., Яремчук А. И. Интенсификация и повышение качества селективной дезинтеграции адгезионным разупрочнением растительной ткани // Техника и технология пищевых производств. 2010. Т. 17. № 2. С. 50–55.
Modeling molecular interactions in water: from pairwise to many-body potential energy functions / G. A. Cisneros [et al.] // Chemical Reviews. 2016. Vol. 116. № 13. P. 7501–7528. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00644.
Ben-Amots D. Water-mediated hydrophobic interactions // Annual Review of Physical Chemistry. 2016. Vol. 67. P. 617–638. https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-040215-112412.
Kronberg B. The hydrophobic effect // Current Opinion in Colloid and Interface Science. 2016. Vol. 22. P. 14–22. https://doi.org/10.1016/j.Cocis.2016.02.001.
Grdadolnik J., Marsel F., Avbel F. Origin of hydrophobicity and enhanced water hydrogen bond strength near purely hydrophobic solutes // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2017. Vol. 114. № 2. P. 322–327. https://doi.org/10.1073/pnas.1612480114.
Xi E., Patel A. J. The hydrophobic effect, and fluctuations: The long and the short of it // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2016. Vol. 113. № 17. P. 4549–4551. https://doi.org/10.1073/pnas.1603014113.
Hillyer M. B., Gibb B. C. Molecular shape and the hydrophobic effect // Annual Review of Physical Chemistry. 2016. Vol. 67. P. 307–329. https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-040215-112316.
Water determines the structure and dynamics of proteins / M.-C. Bellissent-Funel [et al.] // Chemical Reviews. 2016. Vol. 116. № 13. P. 7673–7697. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00664.
Direct synthesis of hydrogen peroxide from plasma-water interactions / J. Liu [et al.] // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. https://doi.org/10.1038/srep38454.
Effects of electromagnetic fields exposure on the antioxidant defense system / E. G. Kivrak [et al.] // Journal of Microscopy and Ultrastructure. 2017. Vol. 5. № 4. P. 167–176. https://doi.org/10.1016/j.jmau.2017.07.003.
Bread and health / L. Kourkouta [et al.] // Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2017. Vol. 5. P. 821–826. https://doi.org/10.17265/2328-2150/2017.11.005.
Vladilo G., Hassanali A. Hydrogen bonds and life in the Universe // Life. 2018. Vol. 8. № 1. https://doi.org/10.3390/life8010001.

Как цитировать?

Технологические особенности и теоретическое обоснование применения механически активированной воды в производстве мучных изделий / С. Д. Руднев [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4. С. 768–778. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-768-778.

О журнале

Скачать