Пшеничная мука как сырьё для кондитерского производства: разработка метода оценки качества вафель и исследование влияния реологических свойств теста по альвеографу на качество вафель

Введение
Отечественный рынок кондитерских изделий считается одним из самых больших в мире и входит в ТОП-5 крупнейших мировых рынков. И почти половина этого рынка - это сегмент мучных кондитерских изделий, причем практически весь объем этого сегмента представлен отечественной продукцией.

В структуре отечественного производства на втором месте после печенья находятся вафли - данному сегменту принадлежит доля примерно в 13 %. Это один из любимых в нашей стране продуктов, занимают второе место по количеству производства после сахарного печенья, и отличается большим разнообразием - вафли употребляют в чистом виде, используют для производства конфет, тортов, мороженого, для диетических продуктов.

Актуальный тренд российского рынка мучных кондитерских изделий -курс на создание качественных продуктов, способствующих улучшению здоровья. В связи с этим производители стремятся расширить ассортимент, создавая продукцию для конкретных групп населения: для детей, для людей с различными заболеваниями и для людей, ведущих здоровый образ жизни. То есть, рынок ориентируется главным образом на потребителя. В связи с этим возникла необходимость разработки специализированных требований к качеству пшеничной муки, как сырья для кондитерской отрасли промышленности и выявления новых свойств муки, отличных от хлебопекарных.

Однако, на сегодняшний день, специализированные требования к качеству пшеничной муки как главного сырья для кондитерской отрасли промышленности отсутствуют, и имеются требования только к муке пшеничной хлебопекарной.

Сегодня ВНИИ зерна и продуктов его переработки активно работает над созданием системы классификаций для муки, предназначенной для изготовления различных видов мучной продукции.

Цель исследований заключалась в разработке метода пробной лабораторной выпечки вафель и методики оценки качества вафель, максимально дифференцирующих качество пшеничной муки, а также в выявлении закономерности между показателями качества муки и показателями качества готового продукта.

Объекты и методы исследования
В работе использовали пшеничную муку, характеризующуюся широким диапазоном основных стандартизованных показателей качества - количества и качества клейковины, числа падения и реологических свойств теста.

Оценка реологических свойств осуществлялась при помощи приборов альвеограф Шопена по ГОСТ Р 51415-99 и валориграф по ГОСТ Р 51414-99.
Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом описательной статистики, корреляционного и регрессионного анализов.

Результаты и их обсуждение
Разработка метода пробной лабораторной выпечки вафель. Для определения перечня требований к качеству муки для производства вафель, необходимо выявить ее свойства, обеспечивающие качество готового продукта и подобрать показатели, наиболее отражающие эти свойства. Основным способом выявления таких свойств является прямой метод — метод пробной лабораторной выпечки. Главным критерием разработки метода является максимальная дифференциация свойств пшеничной муки. Также желательно учесть такие ограничительные условия, как наличие лабораторного оборудования, простота и доступность метода и минимизацию затрат на проведение анализа - трудовых временных и материальных.

Нашей целью при разработке пробной лабораторной выпечки являлся не подбор для муки с разными свойствами наиболее оптимальных рецептур и технологических режимов, чтобы получать стандартные по качеству вафель, а получение наибольшей дифференциации муки разного качества по качеству готовых изделий - вафель. Следовательно, рецептура теста и технологические операции должны были обеспечивать наибольшую разницу характеристик готовых вафель из муки с различными свойствами. Вследствие этого для разработки методики были выбраны две пробы муки: одна - с пониженным содержанием клейковины и качеством - удовлетворительная слабая, другая - с повышенным содержанием клейковины крепкой по качеству.

В процессе разработки рецептуры теста для изготовления вафель была проведена оценка значимости основных компонентов вафельного теста с позиции характеристики качества муки, в результате чего основным показателем дифференциации был выбран средний диаметр вафель (D_cp) как наиболее значимый, и имеющий тесную связь с качеством муки (на основе корреляционного анализа). D_cp определяется путем измерения вафли, полученной в результате выпечки из определенного объема теста (10 мл), как среднее арифметическое максимального и минимального диаметров. Выбор рецептур теста проводили на основе наибольшей дифференциации качества муки по свойствам белкового комплекса веществ и реологическим свойствам теста и оценивали с помощью различий диаметров полученных вафель и их органолептических показателей.

Затем так же, на основе различий диаметров готовых вафель, было проведено экспериментальное исследование определения количества добавляемой в тесто воды.

В   результате   проведенной   работы   были   определены   окончательная рецептура  теста   и   технологические   операции   для   пробной   лабораторной выпечки вафель (таблица 1).


После разработки метода пробной лабораторной выпечки следующим этапом работы была разработка методики оценки качества пшеничной муки по пробной лабораторной выпечке вафель. В соответствии с ГОСТ 14031-2014 «Вафли. Общие технические условия» готовые изделия оценивают по таким показателям, как влажность, состояние поверхности, цвет, щелочность и зольность. Однако проведенный корреляционный анализ показал, что эти характеристики не позволяют в полной мере выявить различия в качестве между пшеничной мукой с разными свойствами, чтобы можно было на этапе проведения помолов отбирать муку с наилучшими потребительскими свойствами для изготовления вафель.

В связи с этим была разработана оценка качества муки по пробной лабораторной выпечке, включающая в себя оценку физических характеристик готового вафельного листа и оценку его органолептических свойств по пятибалльной шкале.

К физическим характеристикам мы относим толщину и средний диаметр вафельного листа, а также показатель жесткости, позволяющий оценить, насколько хрупким и ломким может быть изделие из данной муки. Органолептическая оценка включает оценку внешнего вида, текстуры, вкусаш запаха вафель. Шкала оценки была разработана на основе мнения экспертов дегустационной комиссии ВНИИЗ.

На 38-й пробах пшеничной муки разного качества полученные результаты оценки были обработаны методами математической статистики, что позволило нам выявить наиболее значимые для качества готовых вафель показатели качества пшеничной муки и реологических свойств теста.

Таким образом, на основе прямого метода оценки качества пшеничной муки - пробной лабораторной выпечки вафель, становится возможной разработка требований к муке с помощью стандартизованных косвенных методов.

Основной упор в проведенном исследовании был сделан на оценку взаимосвязи реологических свойств теста и свойств готовых вафель. Оценка реологических свойств теста из косвенных методов оценки является методом, наиболее близким к прямому методы выпечки, и позволяет с высокой долей достоверности оценивать свойства муки и прогнозировать качество готового продукта.

Для выявления влияния показателей реологических свойств теста на качество вафельного листа исследуемые пробы муки были объединены в три группы по показателю формы кривой по альвеографу P/L, характеризующему баланс упруго-эластичных свойств теста. Первая группа имела P/L больше 1, вторая - больше 1, но меньше 2, 3-я - больше 2.

Внутри каждой из групп были исследованы взаимосвязи показателей между реологическими свойствами теста и качеством готовых вафель.

Для выявления прямых зависимостей качества готовых вафель от качества муки была проведен статистическая обработка данных с помощью корреляционного анализа, которая позволила установить, что в первой группе (P/L<1) разработанные нами показатели D_cp и жесткость, а также форма вафель имели тесную связь с количеством клейковины (коэффициенты корреляции составили соответственно -0,892, 0,876 и 0,992). Во второй группе (1<Р/ L<2) была установлена тенденция изменения жесткости и среднего диаметра вафель в зависимости от устойчивости теста: чем выше устойчивость теста, тем выше жесткость вафельных листов и меньше их средний диаметр. В третьей группе (P/L>2) оценка состояния поверхности имеет обратную линейную связь с показателями диаметра. Тесная связь (коэффициент корреляции составил 0,934) установлена между состоянием поверхности и жесткостью вафельных листов.

В таблице 2 представлены отношения упруго-эластичных свойств теста и качества вафельного листа.



По мере увеличения отношения упругости теста к его растяжимости происходит уменьшение диаметра готового вафельного листа (вероятнее всего, вследствие ухудшения растекаемости теста по поверхности формы), значительно возрастает жесткость вафли, то есть ухудшается его важное потребительское свойство - хрупкость, а также отмечается снижение органолептической оценки, вследствие чего нельзя рекомендовать для производства вафель пшеничную муку с показателем формы кривой по альвеографу более 2.

Таким    образом,    нами    разработаны    ограничительные    показатели реологических свойств теста по альвеографу для вафель (таблица 3).


Список литературы
1. Мелешкина, Е.П. О новых подходах к качеству пшеничной муки / Е.П. Мелешкина // Контроль качества продукции. - 2016. - № 11. - С. 13-18.
2. Мелешкина Е.П. Разработка основ «сквозной» оценки качества зерна на основе фундаментальных и прикладных исследований // Научные основы хранения и переработки зерна в современных условиях. Монография к 80-летию ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии. - Москва. - 2008. - С. 394-397.
3. Мелешкина Е.П. Целевое производство и использование пшеничной муки - необходимое условие обеспечения качества готовой мучной продукции // Материалы восьмой Международной конференции «Торты. Вафли. Печенье. Пряники - 2012». - МПА, 27-29 февраля 2012 г. - С. 166-169.
4. Мелешкина Е.П., Коломиец С.Н., Шеленкова Л.В., Коваль А.И. Целевое использование зерна и муки — требование времени // Пищевая промышленность. - Москва: ООО Издательство Пищевая промышленность, 2013-№9-стр. 64-66.
 

Мелешкина Е.П., д.т.н., Ческидова А.С., Коваль А.И., Кириллова Е.В.,
ВНИИЗ — филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН, г. Москва

Статья опубликована в сборнике:
Торты. Вафли. Печенье. Пряники-2018: Материалы Бизнес-конференции. - МПА, 26-28 февраля 2018 г. - М., 2018. - С. 59-64