Совершенствование технологии хлеба из целого зерна пшеницы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ФГБОУ ВПО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»

 

 

 

Кафедра: «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства»

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Научные основы производства продуктов питания»

на тему «Совершенствование технологии хлеба из целого зерна пшеницы»

 

 

 

                                                                                              Выполнил

                                                                                              студент группы :

                                                                                             

 

                                                                                              Проверил

                                                                                              доцент, к.т.н.:              

                                                                                             

 

 

 

 

Орёл, 2013

Содержание

Введение………………………………………………………………….………..3

1.Строение и химический состав зерна пшеницы………. ……………………..5

2.Ферменты зерна……………………………………………..…………………10

   2.1 Методы определения  активности ферментов………………………...….13

3. Использование заквасок  при производстве зернового хлеба.……………..18

   3.1 Использование густой зерновой закваски………………………………..19

   3.2 Кефирная закваска  в технологии зернового хлеба  из тритикале……….21

4.Способы производства хлеба из целого зерна пшеницы…...…………….…26

   4.1Ускорение процесса увлажнения зерна при производстве зернового   хлеба……………………………………………………………………………....26

   4.2 Способ производства хлеба, предусматривающий замачивание в отваре черноплодной рябины…………...........................................................................29

   4.3 Способ производства хлеба, предусматривающий замачивание в водном растворе ферментного препарата Пектаваморина Г10х…………….………...36

   4.4Способ производства хлеба, предусматривающий замачивание в творожной сыворотке……………………………………………………………40

   4.5 Цельнозерновой хлеб, оптимизированный по пищевой ценности……..47

Заключение……………………………………………………………………….51

Список использованных источников…………………………………………...53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В настоящее время наряду с важнейшими проблемами, стоящими перед человечеством, не теряет своей актуальности вопрос о сбалансированном питании населения промышленно развитых стран. Стремительно развивающиеся пищевые технологии, привели к созданию рафинированных продуктов очищенных от грубых растительных волокон. Потребление этих продуктов вызывает снижение содержания балластных веществ                        (неперевариваемых полисахаридов) и ценных микроэлементов в рационе питания всех групп населения, в результате широкое распространение получили «болезни цивилизации»: ожирение, сахарный диабет, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и другие.

Первостепенная роль в обеспечении организма человека неперевариваемыми растительными волокнами отводится злакам. Биологически важные соединения (пищевые волокна, витамины, микроэлементы, ферменты, белки) в зерне распределены в жизнедеятельных тканях зародыша и алейронового слоя. При традиционно сложившихся схемах помола зерна они удаляются и химический состав хлеба значительно обедняется в сравнении с зерном. В связи с этим среди населения промышленно развитых стран растет популярность специальных сортов хлеба на основе целого зерна.

Неперевариваемые организмом человека растительные волокна содержат комплекс, состоящий из целлюлозы, гемицеллюлозы, пентозанов и лигнина. Балластные вещества необходимы человеку для осуществления перистальтического эффекта, интенсифицируют расход энергии при обмене веществ, связывают токсичные вещества и уменьшают их вредные действия на организм. Однако общепринятые технологии производства зернового хлеба предусматривают шелушение зерна с удалением биологически ценных оболочек из-за того, что присутствие грубых оболочек затрудняет получение хлеба с высокими физико-химическими и органолептическими показателями.

Большое количество патентоохранных документов, рост производства и расширение ассортимента зернового хлеба свидетельствует о перспективности этой технологии. При этом большое значение имеет повышение качества и безопасности зернового хлеба.

Цель данной работы – совершенствование технологии хлеба из целого  зерна пшеницы.

Для решения поставленной цели предлагается рассмотреть следующие вопросы: строение и химический состав зерна пшеницы; ферменты зерна,  их классификацию, расположение в зерновке, активность и методы определения активности; применение заквасок в технологии хлеба из целого зерна; способы производства хлеба из целого зерна пшеницы.

 Структура курсовой работы включает введение, четыре главы, заключение, список использованных источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Строение и химический состав зерна пшеницы

Зерновка пшеницы имеет овально-удлиненную форму; выпуклая сторона зерна называется спинной, а противоположная – брюшной. На брюшной стороне зерновки находится глубокий желобок, так называемая бороздка,  – место спайки стенок завязи. На верхушке плода имеется хохолок, или бородка, состоящая из волосковидных выростов наружной оболочки. В нижней части зерновки расположен зародыш.

Зерновку пшеницы можно охарактеризовать по трем измерениям: длиной принято считать расстояние между основанием и верхушкой зерна, шириной – между боковыми сторонами, а толщиной – между брюшной и спинной поверхностями.

Бороздка зерновки пшеницы образует петлю, которая усложняет процесс переработки зерна в муку.

Плод пшеницы состоит из трех основных частей: эндосперма, зародыша и оболочек (плодовой и семенной).

Плодовая оболочка (околоплодник) защищает зерно снаружи. Она образуется из стенок завязи и состоит из нескольких слоев клеток. Продольный слой представляет собой ряды удлиненных клеток, соломенно- желтой окраски. Именно эти клетки образуют бородку в верхней части зерновки. Клетки поперечного слоя расположены перпендикулярно к главной оси зерна. Поперечный слой окрашен в интенсивный желтый цвет. Поперечный и продольные слои соединены между собой непрочно. Третий слой клеток носит название трубчатого слоя, потому как состоит из трубочек; лишь в районе зародыша он является сплошным. В целом масса плодовых оболочек составляет 4-6 % от веса зерна.

Семенная оболочка (перисперм) тоже состоит из трех слоев клеток. Первый слой клеток является прозрачным и водонепроницаемым. Второй слой содержит красящие вещества, придающие окраску всему зерну, и называется пигментным. Третий слой (гиалиновый) состоит из совершенно прозрачных набухающих клеток. Семенные оболочки относительно легки, масса их составляет 2-2,5 % от всего зерна.

 Плодовая и семенная  оболочки выполняют защитную  функцию.

Оболочки способны пропускать воду и кислород внутрь зерновки, но и задерживать большое количество органических и неорганических веществ. Это имеет существенное значение для прорастания зерновки.

В состав плодовых и семенных оболочек входят 3,5-4,5 % минеральных веществ (золы), 43-45 % гемицеллюлоз и пентозанов, 18-22 % клетчатки, 4,5-4,8 % азотистых веществ, немного сахара и жира.

Зародыш – зачаток будущего растения. Он состоит из почечки                 (расположена в верхней части зародыша), зачаточного корешка (расположен в нижней части зародыша) и щитка. В почечке можно различить конус нарастания (меристему) первичного стебля, а иногда и зачаточные листочки. Щиток с одной стороны прилегает к эндосперму, а с другой – охватывает зародыш. Через щиток питательные вещества во время прорастания семени попадают в зародыш. Щиток богат ферментами.

Зародыш содержит: 33-39 % белка, в том числе нуклеопротеиды, альбумины, глобулины и проламины; свыше 25 % сахаров, главным образом сахарозы; 12-15 % жира; 2,2-2,6 % клетчатки и около 5 % минеральных веществ.

Зародыш пшеницы богат витаминами: Е – 158 мг/кг, В1 – 19 мг/кг (в щитке – 148 мг/кг); В2 – 12 мг/кг; В6 – 12,5 мг/кг; РР – 64 мг/кг; полезными зольными макро- и микроэлементами, содержит активные ферменты. Масса пшеничного зародыша составляет 2-3 % от массы зерна.

Наиболее важная часть зерновки пшеницы – эндосперм. Он состоит из наружного слоя клеток, который получил название алейронового слоя. Этот слой представляет собой крупные, толстостенные, почти прямоугольные клетки, заполненные белком с вкраплениями жира. Клетки алейронового слоя прозрачные. У пшеницы, ржи, овса алейроновый слой состоит только из одного слоя клеток, а у ячменя из нескольких слоев. Внутренняя часть эндосперма состоит из крупных тонкостенных клеток, заполненных крахмалом. Эндосперм – питательная ткань семени, образующаяся в результате двойного оплодотворения и служащая для жизнеобеспечения зародыша.

Химический состав алейронового слоя имеет следующие особенности: в нем находится большое количество белков – 38 % и более, преимущественно относящихся к альбуминам и глобулинам, не способным образовывать клейковину, 9-10 % жира, 6 % сахара (сахарозы), 15 % клетчатки, 9-10 % золы, значительное количество гемицеллюлоз. Алейроновый слой богат водорастворимыми витаминами: В1 и В2 и особенно витамином РР.

Масса алейронового слоя составляет в среднем 7 % от массы зерна (от 4 до 9 %). Зольность алейронового слоя колеблется от 8 до 11 %.

Зерна пшеницы бывают полностью стекловидными в том случае, когда все клетки эндосперма заполнены без воздушных пор и прослоек. Если клетки эндосперма рыхлые и содержат мельчайшие поры, зерно будет непрозрачным, мучнистым.

Стекловидные зерна отличаются от мучнистых содержанием белка и физическими свойствами – плотностью и твердостью.

Химический состав эндосперма отличается от состава всех других частей зерна. Эндосперм содержит весь крахмал зерна, количество которого составляет 78-82 % от массы эндосперма, около 2 % сахарозы, 0,1-0,3 % редуцирующих сахаров, 13-15 % белков, преимущественно глиадина и глютенина, образующих клейковину. Характерным является малое содержание в эндосперме золы (0,3-0,5 %), жира (0,5-0,8 %), пентозанов (1-1,5 %), клетчатки (0,07-0,12 %). Продукты, полученные из эндосперма, содержат наименьшее количество зольных элементов (Ca, P, Fe и др.), ферментов и витаминов.

Эндосперм составляет от 80 до 84 % массы зерна.

Из данных, представленных в таблице 1 видно, что содержание эндосперма в пшенице изменяется в больших пределах от 77,0 до 84,1 %, поэтому и теоретический выход муки может довольно сильно изменяться.

 

Таблица 1 – Соотношение частей зерна пшеницы, в %

Величина соотношения	Эндосперм, %	Зародыш, %	Оболочки с алейроновым слоем
Минимальная	77,02	2,03	13,68
Средняя	80,42	2,56	17,02
Максимальная	84,12	3,15	19,86

Химический состав зерна пшеницы (табл.2) показывает, что эндосперм содержит значительное количество крахмала и белка, зародыш богат белком, жиром и сахарами, а оболочки состоят в основном из клетчатки.

 

Таблица 2 – Химический состав зерна пшеницы, % сухого вещества (по Роменскому, 1969)

Наименование	Соотношение частей	Белок, %	Углеводы, %					Липиды, %	Зольность, %
			всего	крахмал	сахар	клетчатка	пентозаны
Целое зерно	100,00	16,06	78,25	63,07	4,32	2,76	8,10	2,24	2,18
Эндосперм	81,60	12,91	85,23	78,82	3,54	0,15	2,72	0,68	0,45
Зародыш	3,24	41,30	37,32	–	25,12	2,46	9,74	15,04	6,32
Оболочки с алейроновым слоем	15,48	28,75	57,03	–	4,18	16,20	36,65	7,78	10,51