Отримання харчових волокон із зернової сировини, їх види та застосування у технології хлібобулочних виробів

У розв'язанні проблеми поліпшення здоров'я  населення України важливу роль можуть відіграти функціональні  хлібобулочні вироби, оскільки хліб є  одним із самих масових продуктів харчування. Він є найбільш доступним продуктом для корекції харчової й біологічної цінності раціону людини. Асортимент хлібобулочних виробів, що випускається в Україні, досить широкий, однак виробів дієтичного, лікувально-профілактичного, спеціального призначення для різних груп населення недостатньо і їх частка в загальному об'ємі виробництва не перевищує 1—2 %.  
Хліб можна вважати перспективним продуктом для збагачення на есенціальні інгредієнти завдяки тому, що він є загальновживаним і доступним за ціною. Надання виробам бажаних функціональних властивостей можна здійснити шляхом цілеспрямованої оптимізації їх хімічного складу на базі використання нових видів сировини й біологічно активних харчових добавок. Уже розроблено велику кількість технологій хліба функціонального призначення. В їх ряду важливе місце посідають технології, що передбачають використання продуктів переробки зародків пшениці — пластівців зародку, зародкового борошна, пророщеного зародку та ін. 
Поліпшити споживні властивості хліба можна з використанням нетрадиційної зернової сировини та продуктів її переробки. Наглядно це помітно на порівнянні виробів з борошна пшеничного першого і вищого гатунків, які набагато бідніші вітамінами, ніж продукти з борошна другого гатунку.

Розроблені  хлібобулочні вироби для використання в дієтотерапії. В якості джерела  харчових волокон і біологічно активних речовин використані пшеничне, вівсяне, гречане борошно і кукурудзяна олія. Найкращою сумішшю для приготування хлібобулочних виробів призначених для осіб, які страждають ожирінням, була суміш, яка містить пшеничне, вівсяне і гречане борошно у співвідношенні 75:50:25. 
Виготовлений із неї хліб був багатий вітамінами, мікро- і мікроелементами і може бути рекомендований для застосування в дієтотерапії людей, які страждають ожирінням. 
З метою поліпшення складу розширено асортимент виробів з використанням висівок та дробленого зерна. Розроблено рецептури й налагоджено виробництво хлібців та рогаликів висівкових, хліба «Зернятко», житнього з висівками та пшенично- висівкового, рогаликів з висівками, хлібців з вівсяними пластівцями, «Колосок», зернових. 
Розширюється виробництво зернового хлібу, який виготовляється шляхом замочування і подрібнення зерна, додавання дріжджів, інших технологічних добавок та випікання зернової маси. Деякі способи виготовлення зернового хлібу передбачають використання зерна, що проросло, в окремих випадках подрібнене зерно піддають екструзії. 
Зерновий хліб містить всі біологічно активні інгредієнти зерна, а в разі необхідності одержання спеціальних дієтичних видів хліба, він додатково збагачується необхідними компонентами. 
Для підвищення харчової цінності хлібобулочних виробів актуальним є застосування нетрадиційних видів сировини тваринного й рослинного проходження, яка багата на цінні біологічно активні і харчові речовини. До них можна віднести вторинні молочні продукти, сою, ферментовані зернові продукти, солодові екстракти, висівки, зародки пшениці, плющене зерно, борошно з льону, топінамбур, морські водорості, лікарські трави, листові овочі та ін.  
В Україні створено хлібобулочні вироби підвищеної харчової й біологічної цінності з включенням у рецептуру білка зародків пшениці, кукурудзи, сої, амаранту, продуктів переробки листових овочів, листя амаранту, гарбуза, моркви, буряку, екстрактів лікарських рослин.

5.2. Процес виробництва хліба

Його можна поділити на 5 основних етапів:

- підготовка сировини;

- приготування тіста;

- формування виробів;

- випічка

- охолодження і відпускання  хліба.

Формування якості пшеничного хліба

Для приготування пшеничного тіста  поширені два способи: безопарний і  опарний.

При безопарному способі усі  компоненти, що входять у рецептуру  тіста, в повному обсязі вносять  одночасно. У результаті замісу одержують  тісто густої консистенції. Розвиток дріжджів у ньому утруднений і  тому норма введення дріжджів понад 1,5 % маси борошна. Тривалість процесу  бродіння тіста 3-3,5 год. Економічні переваги не можуть компенсувати якість хліба, вона нижча, ніж при опарному способі.

Опарний спосіб здійснюють у два  прийоми. Спочатку одержують опару, в яку вводять 2/3 потрібної за рецептурою води і 1/2 об'єму борошна. На цій стадії вносять усі дріжджі: їх потрібно 0,75 %. Зменшення кількості дріжджів обумовлюється тим, що опара являє собою рідке середовище і складається з основних видів сировини (борошно + вода + дріжджі), навіть сіль не завжди вносять. Розрізняють опару густу - 60-70 % борошна, вологість 45 %, і рідку - 30 % борошна, вологість 65 %. По закінченні першої стадії вносять залишки борошна, води і всіх інших за рецептурою компонентів. Тривалість бродіння тіста 1-1,5 год.

Опарний спосіб у порівнянні з безопарним забезпечує краще керування процесом готування тіста, тобто дає можливість вибирати найкращі режими і виробляти більш широкий асортимент хлібобулочних виробів. Двофазне зброджування сприяє поліпшенню структури клейковини тіста і дає змогу одержувати хліб з більш розвиненою шпаруватістю та з найбільшим вмістом пахучих і смакових речовин. Хоча опарний спосіб у порівнянні з безопарним вимагає більшої кількості найменувань операцій та більш складного устаткування й веде до більших витрат сухих речовин, якість хліба при цьому підвищується. Загальна тривалість бродіння на двох стадіях 4,5-6 годин. Узагальнена технологічна схема виробництва хліба опарним способом представлена на рис.

Підготовка сировини складається з таких стадій: підготовка борошна, виготовлення дріжджової суспензії і приготування розчину солі, підготовка добавок. Спочатку готують борошно: змішують і просіюють його, відокремлюючи магнітні домішки, нагрівають воду до заданої температури, розчиняють сіль, фільтрують сольовий розчин та дають йому відстоятися, розчиняють дріжджі у воді, очищають і розтоплюють жири, готують інші добавки.

 Приготування тіста включає технологічні операції: заміс опари, її бродіння, заміс тіста, бродіння, обмини тіста. Заміс опари проводять 4-6 хв. до утворення однорідної маси. Тривалість бродіння опари різна: 1,5-3 год. Потім всі компоненти сировини, що залишилась, дозують згідно з рецептурою та перемішують Заміс тіста триває 5-8 хв. Під час замісу опари і тіста починається процес бродіння. Дріжджі зброджують моно- і дисахари, що є у борошні, і дисахарид мальтозу, що утворюється при гідролізі крохмалю. Мета бродіння - накопичення в опарі і тісті смакових і ароматичних речовин, а також приведення тіста за такими показниками, як газоутримуюча здатність і фізичні властивості, у стан, що найбільше підходить до проведення розподілу тіста і випічки.                                                  Під час приготування тіста в результаті набухання білкових речовин утворюється губчастий структурний скелет, який складається з плівок та тяжів-джгутиків, а в результаті бродіння в тісті утворюється вуглекислий газ, який розпушує цей скелет. Якщо бродіння продовжується, то розпушування відбувається і в середині шматків тіста під час попереднього та остаточного вистоювання, а також на початку випікання (до температури 45°С).

Оброблення збродженого  тіста проводять у такій послідовності: обминають тісто, розділяють його на шматки, надають кожному з них округлої форми, дають тісту вистоятися в стані спокою, а потім формують.  При бродінні опари і тіста проводять обмини, метою яких є переміщення дріжджових клітин до нового місця харчування, крім цього при обминах видаляється надлишкова кількість двооксиду вуглецю. Крупні бульби двоокису вуглецю перетворюються на

дрібні, що сприяє утворенню дрібнопористої м'якушки. Цьому також сприяє розтягання клейковинного каркасу тіста, що відбувається під час обминів. Обмини проводять способом короткочасного перемішування опари і тіста місильними, агрегатами (1-2 хв). Температура бродіння 28-30°С. Визначення кінця визрівання тіста проводять за титрованою кислотністю. Тісто, що вибродило, направляється на розподіл, який включає у себе поділ тіста на шматки, маса яких повинна бути на 10-15 % більше, ніж маса готових виробів з урахуванням упіку і усихання на наступних стадіях. Отримані шматки тіста на округлюючих машинах округлюють до форми шару. Після округлення шматки тіста зразу попадають на попереднє вистоювання - витримка округлених заготовок пшеничного тіста у стані покою 5-8 хв. Цього часу достатньо для розм'якшування у кусках тіста внутрішніх затверділостей, які з'явились у результаті механічного впливу на тісто при розподілі і округленні (проявлення релаксації). При вистоюванні шматки тіста збільшуються в об'ємі, покращуються фізичні властивості і структура тіста. Попереднє вистоювання здійснюється зазвичай на стрічкових транспортерах, повз шафи остаточного вистоювання на рівні 2,5-3 м від підлоги, при температурі виробничого приміщення. При виробництві череневих (подових) круглих і фермових виробів попереднє вистоювання є єдиним і основним, після нього вироби направляються на випічку. При формуванні складних за формою виробів шматки тіста направляють на формуючі і закатувальні машини. Після придання напівфабрикату потрібної форми його направляють на остаточне вистоювання. Необхідність остаточного вистоювання пов'язана з тим, що при формуванні з заготовок тіста кисень майже повністю витісняється двоокисом вуглецю, порушується пориста структура тіста. Для отримання хліба з гарною пористістю і об'ємним виходом необхідно, щоб заготовки тіста збільшились в об'ємі і здобули рівномірну пористу структуру.

Остаточне вистоювання здійснюється у спеціальних шафах при температурі 35-40°С і відносній вологості 75-85 %. Для уникнення завітрювання і утворення затверділої скоринки вироби не повинні обдуватися повітрям. Підвищена вологість зберігає поверхню виробів еластичною, тому збільшення об'єму, яке тут має місце за рахунок інтенсивного бродіння, не призводить до розриву поверхні. Тривалість остаточного вистоювання - 25-120 хв. залежить від рецептури і особливостей технології. Сформовані шматки тіста розкладають на стрічковому транспортері, де тісто остаточно вистоюється, а потім заготовки цим самим транспортером доставляють до печі для випікання.

Випічка. Останньою стадією виробництва хліба є випічка, яка проводиться у хлібопекарських печах різної конструкції.Виріб направляють на випічку, яку проводять при температурі від 200 до 260°С від 8-12 до 55-60 хв. Режими випічки хліба встановлюються для різних видів виробів залежно від сорту борошна, вологості тіста, маси і форми виробів, способу випічки (череневий чи фермовий), параметрів газового середовища пекарської камери і ін. При підвищенні температури у процесі випікання відбувається термічна денатурація білків та клейстеризація крохмалю. Форма шматків тіста фіксується і вони перетворюються на хліб. Стала форма хліба забезпечується утвореною міцною скориною та гнучкою еластичною м'якушкою При випіканні хліба завжди мають місце втрати маси тіста. Ці втрати називають упіканням хліба. Кількісно упікання виражають як відношення різниці між масою тіста і гарячого хліба: від 6 до 14 % залежно від різних факторів. Найбільша частка в масі упікання належить волозі - 95 %, решта - спирт, двоокис вуглецю, леткі органічні речовини.

Охолодження. Гарячий хліб потребує обережності, тому що він може зминатися, що погіршує зовнішній вигляд і пористу структуру м'якушки. Тому після випічки хліба перед відправкою у торгову мережу, його передають у хлібосховище для охолодження, і реалізують не раніше, ніж через три години після випічки. Дрібні вироби можна випускати гарячими. У процесі охолодження проходить перерозподіл вологи між різними частинами виробу. Частина вологи йде у навколишнє середовище. Вологість скоринки стабілізується на рівні рівноважної, вологість пластів вирівнюється. У результаті такого вологообміну

маса виробів зменшується на 1,5-2,5 % від маси гарячого хліба, цей  процес називають усиханням. При зберіганні хліба проходить обов'язково процес його старіння, за рахунок старіння біополімерів - білка та крохмалю. Набула поширення і технологія готування пшеничного тіста на рідких напівфабрикатах. Рідкі опари готують вологістю 65 % та вище. Завдяки малій в'язкості та рухливості їх можна транспортувати трубопроводами, що полегшує механізацію процесу приготування та транспортування напівфабрикатів. Бродіння рідких опар відбувається рівномірно та більш інтенсивно. Під час вироблення тіста на рідких напівфабрикатах з інтенсивним замішуванням тіста і скороченням процесу бродіння до оброблення виключається потреба у місткостях для бродіння тіста, підвищуються можливості керування технологічним процесом. Рідкі опари застосовують вологістю від 65 до 75 %. їх готують на пресованих або рідких дріжджах. Інколи в рідкий напівфабрикат кладуть сіль. В одних випадках допускається бродіння тіста до оброблення, в інших тісто після інтенсивного замішування відразу подають на оброблення або короткочасне бродіння. Під час механізації процесу транспортування рідкий напівфабрикат повинен мати таку рухливість, щоб його можна було переміщувати трубопроводами. Для цього опара повинна мати високу вологість, яка зумовлює низьку в'язкість. Зниження вологості опар на 5 % збільшує в'язкість напівфабрикату в 4-5 разів. Зазвичай вологість рідких опар становить 70 %. За такої вологості опара транспортабельна, забезпечує задану точність дозування та містить до 30 % всього борошна, що йде на готування тіста. Вологість рідких опар можна знизити, якщо класти до них частини сольового розчину, що сприяє зменшенню піноутворення та в'язкості, які негативно впливають на транспортування напівфабрикатів насосами. Наявність солі в рідкому напівфабрикаті у невеликих кількостях позитивно впливає на якість хліба під час переробки борошна з клейковиною низької якості, тому що внаслідок гальмування протеолітичного гідролізу білків підвищується газоутримувальна здатність тіста.

На хлібозаводах рідкі опари  готують безперервним, безперервно-порційним  та порційним способами. Раціональнішим є застосування агрегатів безперервної дії. Важливим способом підвищення продуктивності праці та збільшення економічної ефективності виробництва є інтенсифікація технологічного процесу. Щоб прискорити процес виробництва хліба, доцільно виключити або звести до мінімуму стадії бродіння напівфабрикатів, на які витрачається до 75 % загального часу. Прискорення бродіння досягають: підвищенням температури напівфабрикатів та тіста до оптимального значення; збільшенням дози (вмісту) дріжджів; активацією дріжджів або добором активніших штамів мікроорганізмів для приготування рідких дріжджів чи рідких заквасок. Відомі й інші способи інтенсифікації бродіння: електрофізичне оброблення дріжджової суспензії, внесення в тісто мінеральних солей для живлення дріжджів, добавлення до пресованих дріжджів їх плазмолізатів тощо. Інтенсивна механічна дія на тісто сприяє прискоренню його дозрівання. Для тіста існує певний оптимум питомої роботи замішування залежно від сили борошна. Величина цього оптимуму дорівнює, Дж на 1 кг тіста: для слабкого борошна - 15-25, для середнього за силою - 25-40 та для міцного - 40-50. Не існує об'єктивних методів визначення готовності тіста. На практиці готовність вибродженого тіста до наступного оброблення визначають за тривалістю бродіння тіста, передбаченого для даного сорту, за величиною кислотності (титрованої) та зовнішнім виглядом тіста. Використовують і прискорений спосіб приготування пшеничного тіста із застосуванням органічних кислот. Органічні кислоти кладуть до тіста під час замішування. При цьому виключаються фази бродіння напівфабрикатів. Цей спосіб дає можливість одержати хліб за короткий час (2,5-3,0 год.). Для прискорення бродіння тіста вносять збільшену кількість дріжджів, органічні кислоти, підвищують температуру тіста, застосовують інтенсивне механічне оброблення. Заготовки тіста перед посадкою в піч мають властивості, притаманні достиглому тісту, що дають можливість одержати хліб відповідної якості. Процес готування хлібобулочних виробів можна прискорити використанням молочної сирова

тки замість органічних кислот. У  даному разі для замішування тіста  вносять всі компоненти за рецептурою. При цьому виключають процес бродіння напівфабрикатів, тобто стадія бродіння тіста до його оброблення скорочується.             Для прискорення процесу дозрівання та розпушування тіста дозу дріжджів збільшують до 3 %, підвищують температуру тіста до 33-35°С. Молочну сироватку використовують як носій органічних кислот, а тісто під час замішування інтенсивно обробляють. Замішане тісто подають до бункера над ділильною машиною, де воно бродить 30-40 хв, після чого тісто ділять на шматки, подають на вистоювання, потім його формують і воно йде на остаточне вистоювання та випікання. У зв'язку з тим, що на підприємствах не завжди є органічні кислоти чи молочна сироватка, використовують прискорений спосіб тістоприготування без використання добавок. Суть його в тому, що тісто готують на попередній фазі з великою кількістю дріжджів (до 4 %), із застосуванням інтенсивного його оброблення та нетривалим бродінням перед обробленням. Компоненти попередньої фази (борошно, вода) перемішують протягом 10 хв, потім кладуть дріжджі та залишають у спокої на одну годину при температурі 32°С. На готовій попередній фазі після внесення всіх складових компонентів замішують тісто. Після 30-хвилинного бродіння воно надходить на оброблення. За такого способу тістоприготування важливо добитись інтенсивного спиртового бродіння в період вистоювання, щоб компенсувати відсутність стадії тривалого бродіння напівфабрикатів. Для інтенсифікації процесу вистоювання збільшують дозу дріжджів, застосовують гомогенізацію та активацію попередньої фази, що підсилює газоутворювальну здатність тіста. Цей спосіб має ряд переваг: спрощується апаратурна схема виробництва булочних та здобних виробів, значно полегшується перехід від вироблення одного сорту до іншого, забезпечується можливість організації двозмінної роботи на підприємстві.