Научные и практические аспекты применения антиоксидантов в технологии и формировании потребительских свойств национальной обогащенной мучной кондитерской продукции

На правах рукописи

МИНГАЛЕЕВА ЗАМИРА ШАМИЛОВНА Научные и практические аспекты применения антиоксидантов в технологии и формировании потребительских свойств национальной обогащенной мучной кондитерской продукции Специальность: 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические наук

и)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва – 2013

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», кафедра Технология пищевых производств доктор технических наук, профессор, Научные консультанты: Решетник Ольга Алексеевна доктор технических наук, профессор, Журавко Екатерина Владимировна Официальные Криштафович Валентина Ивановна, доктор технических наук, профессор, АНО ВПО оппоненты:

Центросоюза РФ «Российский университет кооперации», кафедра «Товароведение и экспертиза товаров», зав. кафедрой Савенкова Татьяна Валентиновна, доктор технических наук, профессор, заместитель директора по науке ГНУ НИИ кондитерской промышленности Тырсин Юрий Александрович, доктор технических наук, профессор ФБГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», кафедра «Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза», профессор ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский Федеральный Ведущая университет» (филиал в г. Пятигорске) организация:

Защита состоится «20» декабря 2013 года в 11.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.05 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: 109029, Москва, ул.

Талалихина, д. 31, ауд. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ имени К.Г. Разумовского.

Отзывы высылать по адресу: 109004, г. Москва, ул.Земляной вал, д.

Автореферат разослан «» _ 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 212.122.05, кандидат технических наук, доцент Козярина Г.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обеспечение здоровья населения и продовольственная безопасность являются важными национальными проектами, как для Российской Федерации, так и для Республики Татарстан.

Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ на период до 2020 года (решение Правительства РФ № 559 от 17.04.2012 г.) предусматривает обеспечение устойчивого снабжения населения высококачественной продукцией массового потребления в объемах и ассортименте, необходимых для формирования правильного, всесторонне сбалансированного рациона питания на уровне физиологически рекомендуемых норм потребления. Все это свидетельствует о необходимости внедрения наукоемких подходов и инновационных решений, направленных на оптимизацию питания населения, расширение обогащенной продукции питания, отвечающих современным требованиям качества и безопасности.

С целью сохранения в индустрии питания традиций населения Республики Татарстан долгосрочная целевая программа «Развитие торговли, общественного питания и бытового обслуживания населения в Республике Татарстан на 2013-2015 годы» (Постановление Кабинета Министров РТ № 994 от 16.11.2012) предусматривает расширение ассортимента национальной обогащенной мучной кондитерской продукции.

Наиболее эффективным и доступным путем улучшения обеспечения населения витаминами, минеральными веществами, микроэлементами является дополнительное обогащение продукции повседневного спроса, в том числе мучной кондитерской продукции. Поэтому разработка рецептур и технологий такой продукции является в настоящее время актуальной задачей. Значительный вклад в разработку обогащенной продукции внесли отечественные ученые: В.А. Тутельян, Э.С. Титов, В.Г. Щербакова, А.П.

Нечаев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковский, Т.Б. Цыганова, Т.В. Шленская и зарубежные ученые: J. A. Milner, S. Arai, M. Veeman, G.E. West, и другие.

Анализ научной и технической литературы, с целью определения приоритетных направлений развития технологий пищевой продукции, показал перспективность новых подходов к обработке сырья и его использования в пищевых производствах. Очевидна актуальность проведения комплексных исследований влияния антиоксидантов на клетки дрожжей с целью разработки эффективных способов интенсификации процессов роста и повышении физиологической активности микроорганизмов, используемых в производстве мучных кондитерских изделий, в том числе национальной продукции с улучшенными потребительскими свойствами.

Отличительной особенностью приготовления мучной кондитерской продукции татарской кухни является обжаривание полуфабрикатов во фритюре. Важен комплексный подход к использованию ингибиторов, в том числе антиоксидантов, в технологии фритюрной продукции, предусматривающий стабилизацию процессов окисления, увеличение сроков использования фритюра и сохранение качества готовой продукции.

Расширение знаний и практического опыта по применению антиоксидантных добавок с целью разработки национальной обогащенной мучной кондитерской продукции повседневного спроса позволят существенно расширить возможность использования антиоксидантов в пищевых технологиях, повысить качество, безопасность готовой продукции и создать конкурентоспособную продукцию с заданными потребительскими свойствами.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с темой научно исследовательской работы кафедры Технологии пищевых производств ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»: «Разработать научные и практические основы технологии производства и комплексной переработки сырья растительного и животноводческого происхождения для выработки конкурентноспособных пищевых продуктов» (№ гос. регистрации 01200305357).

Цель и задачи исследований. Цель диссертационного исследования заключалась в научном обосновании и практической реализации применения антиоксидантов в повышении качества дрожжей, разработки национальной обогащенной мучной кондитерской продукции с улучшенными потребительскими свойствами.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- обосновать перспективность и эффективность использования антиоксидантов в процессах получения дрожжей S. сerevisiae ВКМ-Y-823, ЛК-14, ЛВ-7;

разработать методологические подходы к определению оптимальных концентраций питательной среды для улучшения физиологических свойств дрожжей;

- исследовать в процессе сушки влияние антиоксиданта на качество дрожжей;

- установить механизм действия антиоксидантов на клетки дрожжей;

- установить на тест-штаммах E. coli генопротекторное действие культуральной жидкости дрожжей S. сerevisiae ЛК-14, выращенных в присутствии антиоксидантов;

- определить параметры активации дрожжей антиоксидантами;

исследовать влияние дрожжей с улучшенными биотехнологическими свойствами на качество хлебобулочного изделия из муки пшеничной высшего сорта и мучной кондитерской продукции во фритюре с заданными потребительскими свойствами;

- разработать методику контроля безопасности выпускаемой продукции с использованием метода определения антимутагенной активности на тест-объектах E. сoli и Paramecium caudatum;

- экспериментально обосновать целесообразность использования янтарной кислоты и комплексной пищевой добавки «Табиб», как компонентов рецептуры, обогащенной национальной мучной кондитерской продукции с целью повышения качества и потребительских свойств готовой продукции;

- установить возможность использования растительных масел:

кукурузное, рапсовое, горчичное, льняное, подсолнечное, пальмовое в качестве фритюра при производстве национальной мучной кондитерской продукции;

- исследовать влияние добавок антиоксидантного действия:

аскорбиновая кислота, -токоферола ацетат, янтарная кислота, плоды шиповника, комплексные пищевые добавки «Веторон» и «Табиб» на качество фритюра и качество национальной мучной кондитерской продукции;

- разработать техническую документацию на национальную обогащенную мучную кондитерскую продукцию, провести промышленную апробацию и определить эффективность внедрения технологий.

Научная концепция. Развитие рецептур и технологий национальной обогащенной мучной кондитерской продукции с целенаправленным формированием потребительских свойств путем использования дрожжей, активированных антиоксидантами и применения добавок антиоксидантного действия.

Научные положения, выносимые на защиту.

На защиту выносятся следующие положения:

- научное обоснование применения антиоксидантов в повышении качества дрожжей на стадии их культивирования и активации;

- аналитический подход, с применением метрических и неметрических мер сравнения, к определению оптимального состава питательной среды для культивирования дрожжей;

- обоснование применения дрожжей с улучшенными биотехнологическими свойствами в качестве рецептурных компонентов при разработке рецептур обогащенной мучной кондитерской продукции;

- обоснование выбора растительных масел в качестве фритюра при производстве национальной обогащенной мучной кондитерской продукции;

- обоснование применения антиоксидантов при получении национальной обогащенной мучной кондитерской продукции с улучшенными потребительскими свойствами.

Научная новизна. Сформулирована научная концепция, теоретически обоснована перспективность и экспериментально подтверждено применение антиоксидантов и добавок антиоксидантного действия в повышении качества дрожжей при создании национальной обогащенной мучной кондитерской продукции.

Разработаны технологические приемы использования антиоксидантов (ионола, ацетата основания Манниха, натриевой и калиевой солей фенозан кислоты, янтарной кислоты) на рост и физиологическую активность дрожжей S. сerevisiae ВКМ-Y-823, ЛК-14, ЛВ-7, позволяющие улучшить биотехнологические свойства дрожжей: ферментативную активность, подъемную силу, осмоустойчивость.

Для периодического и непрерывного способов культивирования дрожжей подобраны оптимальные концентрации антиоксидантов, зависящие от свойств штамма дрожжей, состава питательной среды.

Методом сравнительного математического анализа, включающего метрические меры сходства, экспериментально подтверждена возможность оптимизации компонентного состава питательной среды для культивирования дрожжей в присутствии антиоксиданта.

Показана эффективность использования ионола в стабилизации качества дрожжей в процессе сушки и при хранении по показателям: подъемная сила дрожжей, количество поврежденных дрожжевых клеток, содержание трегалозы в клетках дрожжей.

Выявлено на тест-штаммах E. coli, что культуральная жидкость, полученная при выращивании дрожжей S. сerevisiae ЛК-14 в присутствии антиоксидантов натриевой и калиевой солей фенозан-кислоты, оказывала генопротекторное действие в отношении ДНК-повреждающего агента.

Установлен механизм действия антиоксидантов на клетки дрожжей и выявлено, что внесение ацетата основания Манниха приводит к увеличению стабильности липидов исследуемых дрожжей, о чем свидетельствует снижение степени их насыщенности и повышение уровня антиокислительной активности. Установлено положительное влияние ацетата основания Манниха на процессы транспорта Са2+ в клетках исследуемых дрожжей, что доказывает участие антиоксидантов в Са2+- зависимых процессах регуляции клеточного метаболизма.

Разработаны технологические приемы активации прессованных дрожжей фенозан К, янтарной кислотой и комплексной пищевой добавкой «Табиб», которые повышают показатели качества дрожжей: ферментативную активность, подъемную силу, осмоустойчивость, стойкость при хранении.

Совокупность экспериментальных данных о состоянии параметров перекисного окисления липидов и анализ показателей качества фритюра и обжаренных тестовых заготовок, в зависимости от срока эксплуатации фритюра позволили обосновать целесообразность использования дрожжей с улучшенными биотехнологическими свойствами в качестве рецептурного компонента при производстве национальной обогащенной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш». Показано, что внесение дрожжей с улучшенными биотехнологическими свойствами в рецептурный состав приводит к снижению содержания липидов, увеличению количества фосфолипидов в составе общих липидов в готовой продукции.

Проведена оценка показателей качества национального кулинарного изделия пирога татарской кухни «Губадья», изделий из муки пшеничной высшего и первого сортов с использованием янтарной кислоты и комплексной пищевой добавки «Табиб».

Доказано положительное влияние комплексной пищевой добавки «Табиб» на формирование потребительских свойств сахарного печенья и печенья крекер и установлены сроки хранения, обеспечивающие безопасность и максимальное сохранение качества готовой продукции.

Исследована возможность использования растительных масел (кукурузное, рапсовое, горчичное, льняное, подсолнечное, пальмовое) и обоснован выбор фритюра при производстве национальной обогащенной мучной кондитерской продукции, позволяющий в качестве оптимального фритюрного сырья использовать рапсовое масло.

Показано положительное влияние добавок антиоксидантного действия (аскорбиновая кислота, -токоферола ацетат, янтарная кислота, плоды шиповника, комплексные пищевые добавки «Веторон» и «Табиб») на качество обжаренных полуфабрикатов мучной кондитерской продукции и установлены дозировки, обеспечивающие сохранение его традиционных потребительских свойств.

Практическая значимость. Полученный экспериментальный материал позволил сформировать рекомендации по применению антиоксидантов в практическом получении и активации дрожжей S. сerevisiae ВКМ-Y-823, ЛК 14, ЛВ-7 с целью улучшения качества конечной продукции, имеющей перспективы использования в технологии национальной обогащенной мучной кондитерской продукции.

Результаты исследований подтверждены в промышленных условиях:

Башкирский завод пивобезалкагольных напитков, дрожжевой цех (г. Уфа);

дрожжевой завод (г. Самара), ОАО «Казанский хлебозавод № 2».

На способ получения дрожжей получены авторские свидетельства на изобретения (А.С. № 1306111 и А.С. № 1367483) и патент № 2326162.

На основе использования активированных дрожжей модифицирована технология и разработана рецептура национальной обогащенной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» во фритюре (ТУ, ТИ, РЦ 9139-001 13981212-07). Использование активированных дрожжей в рецептуре мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» позволило увеличить кратность использования фритюра с 30 до 35 партий полуфабриката, при этом в готовой продукции отмечено увеличение количества белка и снижение количества жира по сравнению с традиционной технологией. Способ производства обогащенной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» запатентован (№ 2427204 РФ). Результаты исследований подтверждены в промышленных условиях: ОАО «Казанский хлебозавод № 2», ОАО «Альметьевский хлебозавод» (г. Альметьевск, РТ).

С целью расширения ассортимента обогащенной продукции разработаны рецептуры национальной обогащенной мучной кондитерской продукции с использованием антиоксидантных добавок, позволяющие улучшить качество и продлить сроки хранения.

Результаты исследований по производству национальной обогащенной мучной кондитерской продукции с использованием антиоксидантов и антиоксидантных добавок положены в основу разработки нормативно технической документации следующих изделий: национальных обогащенных изделий: печенье крекер «Табиб» (ТУ, ТИ, РЦ 9132-054-96886020-2011);

«Фарешки» (ТУ, ТИ, РЦ 9117-002-851409849-20110);

мучное кулинарное изделие татарской кухни пирог «Губадья» (ТУ, ТИ, РЦ 9119-053-96886020 2010, мучная кондитерская продукция во фритюре - «Татлы тэш» (ТУ, ТИ, РЦ 9139-001-13981212-07);

«Шифалы лэззэт» (ТУ, ТИ, РЦ 9139-012 96886020-2010);

«Шифаллы лэззэт с Ветороном» (ТУ, ТИ, РЦ 9139-002 96886020-2011), мучное изделие «Солнечный» (ТУ, ТИ, РЦ 9115-055 96886020-2007 и СТО «Союз хлебопроизводителей РТ» № 003-13981212 2007);

Частные технологии апробированы и внедрены в условиях производства: ОАО «Чистопольский хлебозавод» (г. Чистополь, РТ), ОАО «Казанский хлебозавод № 2»;

ООО «Семь хлебов» (г. Казань), ОАО «Хлебобараночный комбинат» (г. Казань);

ООО компания «Бахетле-1» (г.

Казань), ОАО «Альметьевский хлебозавод» (г. Альметьевск РТ) и на предприятиях общественного питания г. Альметьевска (ресторан «Дом татарской кулинарии», кафе «Дуплет»).

Научно-технические решения по производству мучной кондитерской продукции с использованием антиоксидантов подтверждены патентами (№ 2104646, № 2258368).

Разработана Методика «Определение антитоксичного эффекта» для осуществления контроля безопасности продукции, в основе которой использован метод исследования на биологических тест-объектах E.coli и Paramecium caudatum и рекомендована предприятиям Республики Татарстан, выпускающим национальную мучную кондитерскую продукцию.

Результаты работы отмечены на биотехнологической выставке-ярмарке «Росбиотех» золотыми медалями «За успехи в НТТ» за разработку и внедрение производства мучной продукции с использованием дрожжей с улучшенными биотехнологическими свойствами (Москва, 2007, 2009), серебряной медалью за разработку и производство национального мучного изделия (Москва, 2011), дипломом Общества изобретателей и рационализаторов Республики Татарстан (Казань, 2012).

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (КНИТУ) при чтении лекций для студентов, обучающихся по основным образовательным программам подготовки специалистов, бакалавров и магистров 260501 «Технология продуктов общественного питания» «Продукты диетического, лечебно-профилактического и специального питания», «Качество и безопасность продуктов питания»;

«Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», «Комплексная переработка зернового сырья».

Апробация результатов работы. Основные результаты работы опубликованы в трудах, доложены и обсуждены на Всесоюзном совещании «Синтез и применение пищевых добавок» (Могилев, 1985);

на симпозиуме по биотехнологии (Лейпциг, 1986);

на II Всесоюзной конференции «Биоантиоксидант» (Черноголовка, 1986);

на V Всесоюзном биохимическом съезде (Киев, 1986);

на научно-практической конференции «Применение достижений биотехнологий в народном хозяйстве» (Уфа, 1987);

на Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 1989);

на Ш Всесоюзной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 1989);

на Всесоюзной конференции «Химическое превращение пищевых полимеров» (Светлогорск, 1991);

на Международной научной конференции «Прогрессивные технологии и техника пищевой промышленности» (Краснодар, 1994);

на Международной конференции «Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК» (Москва, 1995);

на Международной конференции «Научно-технический прогресс в пищевой промышленности» (Могилев, 1995);

на Всероссийской конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 1996);

на Межрегиональной научно-практической конференции «Пищевая промышленность–2000» (Казань, 2000);

на Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов» (Москва, 2001);

на III Межрегиональной научно-практической конференции «Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития» (Екатеринбург, 2002);

на Международной научно-практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (Уфа, 2003), на Межрегиональных научно-практических конференциях «Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития» (Екатеринбург, 2002-2010);

на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003);

на Общероссийских конференциях молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (Казань, 2003-2007);

на II Международном форуме «Образование, наука, производство» (Белгород, 2004);

на конференции, посвященной 75-летию кафедры «Технология хлебопекарного и макаронного производства» (Москва, 2005);

на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Пищевая промышленность:

интеграция науки, образования и производства» (Краснодар, 2005);

на региональной конференции «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2005);

на Всероссийской научно-практической конференции «Наука – производство – технология – экология» (Киров, 2006);

на IV Международной выставке и научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2006);

на X конференции молодых ученых «Биология – наука ХХI века» (Пущино, 2006);

на IV Международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007);

на IV Международной конференции «Современное хлебопечение 2007» (Москва, 2007);

на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Нанотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (Краснодар, 2007);

на Международных хлебопекарных форумах «Современное хлебопечение - 2008, 2010, 2011, 2012» (Москва 2008, 2010, 2011, 2012);

на III Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (Пятигорск, 2009);

на III международной научно-практической конференции «Управление торговлей» (Москва, 2010);

на VII Международной конференции «Торты и пирожные» (Москва, 2010);

на VIII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2010);

на III Всероссийской научно– практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания-2010» (Челябинск, 2010);

на VIII Международной конференции «Кондитерские изделия XXI века» (Москва, 2011);

на Международной научно-практической конференции «Управление торговлей: теория, практика, инновации» (Москва, 2011);

на Всероссийской молодежной научной школе «Биоматериалы и наноматериалы: Актуальные проблемы и вопросы безопасности» (Казань 2012), на Международной научно-практической конференции «Качество и безопасность продуктов питания в условиях ВТО» (Москва, 2012), на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности и общественном питании - основы повышения качества, конкурентоспособности и безопасности товаров» (Москва, 2012);

на ежегодных научных сессиях Казанского национального исследовательского технологического университета (Казань, 2003-2013).

Публикации. По результатам научных исследований опубликованы 116 печатных работ, в том числе 1 учебник, 1 монография, 2 учебных пособия с грифами УМО, 30 научных статей в журналах, рекомендуемых ВАК, получено 2 авторских свидетельства и 4 патента на изобретения Российской Федерации.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их анализа, выводов, списка литературы и приложений с актами испытаний и внедрения, патентами, дипломами, технической документацией. Работа изложена на 357 страницах основного текста, содержит 80 рисунков и 60 таблиц. Список литературы включает наименования, в том числе 135 иностранных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Обзор литературы Рассмотрены современные представления отечественных и зарубежных исследователей на процессы перекисного окисления липидов, роль антиоксидантов в биохимической регуляции клеточного метаболизма.

Обобщены сведения о стимуляторах роста, физиологической активности дрожжей S. cerevisiae и современных подходах повышения качества дрожжей. Проведен анализ литературы по построению математических моделей по определению компонентного состава, позволяющие упростить вычислительный процесс и получить продукцию с определенными характеристиками. Приведены методы тестирования действия химических и биологических соединений на продукты питания. Описана характеристика жиров, используемых для фритюрной обработки, обобщены данные, касающиеся процессов, происходящих во фритюрных маслах и влияния продуктов окисления жиров на организм человека. Показано, что актуальными являются исследования, направленные на разработку способов предотвращения окислительных процессов во фритюре при одновременном сохранении и улучшении качества готовой продукции. Приведены факторы повышения потребительских свойства мучной кондитерской продукции.

2 Материалы и методы исследований При проведении исследований использовали дрожжи S. cerevisiae ВКМ-Y 823, ЛК-14, ЛВ-7;

антиоксиданты: 2,6-дитрет-бутил-метилфенол (ионол) Е-321;

натриевая и калиевая соль 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропиловой кислоты (фенозан Na и фенозан К);

ацетат N,N-диметил-3,5-дитрет-бутил-4 оксибензил амина (ацетат основания Манниха);

-токоферола ацетат (Е-307);

аскорбиновая кислота (Е-300);

янтарная кислота (ТУ 2634-007-33880306-98);

обогащающие добавки антиоксидантного действия: порошок плодов шиповника (ГОСТ 1994-93);

комплексная пищевая добавка «Веторон» (ТУ 9197-016-58693373-06);

комплексная пищевая добавка «Табиб» (ТУ 9293-001 50613400-99).

Для выработки мучной кондитерской продукции использовали муку пшеничную хлебопекарную высшего и первого сортов (ГОСТ Р 52189-2003), соль поваренную пищевую (ГОСТ Р 51574-2000), сахар-песок (ГОСТ 21-94), мед натуральный (ГОСТ 19792-2001), яйца куриные пищевые (ГОСТ 53155 2008) и другое сырье, отвечающее требованиям соответствующих ГОСТ и других нормативных документов. В работе применяли как общепринятые, так и специальные методы исследований.

Количество клеток дрожжей определяли методом подсчета в камере Горяева, абсолютно-сухую биомассу дрожжей - путем высушивания при tо=105оС до постоянной массы (Н.М. Семихатова);

качество дрожжей оценивали по показателям: ферментативная активность, подъемная сила, осмоустойчивость и стойкость при хранении (ГОСТ 171-87;

Н.М.

Семихатова, С.С. Новаковская);

количество поврежденных клеток, содержание трегалозы в клетках высушенных дрожжей (Я.Д. Грановский, Т.В. Тулякова);

липиды из дрожжевых клеток (J.Folch);

антиокислительную активность (АОА) липидов дрожжей - на метилолеатной окислительной модели (Е.Б.Бурлакова);

поглощение ионов Ca+2 клетками дрожжей (C.V.

Breemen);

генотоксичность продуктов метаболизма дрожжей – на тест штаммах E. сoli (С.К. Абилев, Г.Г. Порошенко).

Муку пшеничную высшего и первого сортов анализировали по органолептическим показателям согласно ГОСТ Р 52189-2003;

физико химическим показателям: влажность – по ГОСТ 9404;

кислотность – по ГОСТ 27493;

содержание сырой клейковины – по ГОСТ 9404. Реологические свойства полуфабрикатов определяли на фаринографе (ГОСТ Р 51404- (ИСО 5530-1-97)), на альвеографе (ГОСТ Р 51415-99 (ИСО 5530-4-91)).

Хлебобулочные изделия анализировали по органолептическим показателям по ГОСТ 5667-65;

физико-химическим показателям:

кислотность по ГОСТ 5670-96;

влажность по ГОСТ 21094-75;

пористость по ГОСТ5669-96. Антитоксичный эффект определяли на тест-объектах E.coli и Paramecium caudatum (С.К. Абилев, А.Е. Васин). Качество печенья оценивали по показателям: содержание влаги по ГОСТ 5900-73;

намокаемость по ГОСТ 10114-80, щелочность по ГОСТ 5898-87.

Состав жирных кислот растительных масел определяли по ГОСТ 30418 96 методом газовой хроматографии;

кислотное число – по ГОСТ 5476-80;

перекисное число – по ГОСТ Р 51487-99;

йодное число – по ГОСТ 5475-69;

количество пероксидов по ГОСТ 5476;

содержание диеновых конъюгатов и кетодиенов на спектрофотометре UV-3101 PC (фирма SHIMADZU);

количество продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой – спектрофотометрическим методом при длине волны 532 нм;

состав фосфолипидов – методом тонкослойной хроматографии;

общие липиды из обжаренных полуфабрикатов – методом Блая и Дайера;

содержание белка – методом Лоури;

влажность мучной кондитерской продукции по ГОСТ 21094-76;

кислотность по ГОСТ 5670-51;

массовую долю жира по ГОСТ 5668-68.

В процессе хранения мучной кондитерской продукции определяли микробиологические показатели: количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) по ГОСТ 10444.15-94;

количество бактерий группы кишечных палочек (БГКП) по ГОСТ Р 52816-2007;

количество патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонеллы по ГОСТ Р 52814-2007;

количество плесеней и дрожжей по ГОСТ 10444.12-88.

Математическую и статистическую обработку результатов к определению оптимальной питательной среды для культивирования дрожжей, оптимальных дозировок добавок антиоксидантного действия при производстве национальной обогащенной мучной кондитерской продукции и оценку их достоверности проводили методами математической статистики с помощью мер метрического и неметрического сходства и с использованием компьютерной программы Excel for Windows и прикладной программы Statistica 6.0.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

3 Результаты исследований и их анализ Исследования проведены в лабораториях кафедры технологии пищевых производств ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет (ФГБОУ ВПО КНИТУ), в институте биологии КНЦ РАН (г. Казань), в лаборатории группы физико-химической экологии Института биохимической физики им. Н.М.

Эмануэля РАН (г. Москва) под руководством д.х.н, профессора Л.Н.

Шишкиной, в лаборатории Управления Росгосхлебинспекции по Республике Татарстан при правительстве РФ, в центре аналитических исследований ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии, в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в республике Татарстан», а также на предприятиях: Башкирский завод пивобезалкагольных напитков, дрожжевой цех (г. Уфа);

дрожжевой завод (г. Самара);

ОАО «Альметьевский хлебозавод» (г. Альметьевск РТ);

ОАО «Чистопольский хлебозавод» (г. Чистополь РТ);

ОАО «Казанский хлебозавод №2»;

ОАО «Хлебобараночный комбинат» (г. Казань);

ООО «Семь хлебов» (г.

Казань), ресторан «Дом татарской кулинарии» (г. Альметьевск РТ), кафе «Дуплет» (г. Альметьевск РТ);

ООО компания «Бахетле-1» (г. Казань).

Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам всех перечисленных подразделений за содействие, оказанное в проведении исследований.

Актуальность проблемы Цель и задачи Методы исследований Теоретический этап исследований Анализ современных тенденций и концептуальных подходов к использованию антиоксидантов в пищевой промышленности расширению ассортимента мучной кондитерской продукции Антиоксиданты и их Анализ Теоретические Основные роль в современных основы процесса принципы регуляции клеточного подходов высокотемперату повышения метаболизма и в повышения рной обработки потребительских процессах свойств мучной качества дрожжей масел кондитерской окисления липидов продукции Экспериментальный этап исследований Научное обоснование и Научное обоснование использования практические аспекты применения антиоксидантов в технологии дрожжей фенозан кислоты и янтарной кислоты при разработке рецептур мучной кондитерской продукции Исследование влияния Изучение антиоксидантов на рост и механизма физиологическую действия антиоксидантов активность дрожжей Исследование Исследование на клетки влияния влияния дрожжей активированных антиоксидант дрожжей на ов на Научное обоснование и практические аспекты качество мучной качество применения антиоксидантов при разработке кондитерской мучной национальной обогащенной мучной кондитерской продукции во кондитерской продукции фритюре продукции Исследование влияния Исследование влияния активированных антиоксидантов на дрожжей на качество качество мучной мучной кондитерской кондитерской продукции продукции во фритюре Товароведная оценка нового ассортимента продукции Обобщение практических результатов в виде технологических рекомендаций, рецептур, нормативной документации, новых технологических решений, поддержанных патентами РФ Рисунок 1 – Структурная схема исследований 3.1 Научное обоснование и практические аспекты применения антиоксидантов в улучшении качества дрожжей 3.1.1 Влияние ионола и ацетата основания Манниха на качество дрожжей Исследование по культивированию штаммов дрожжей S. cerevisiae ВКМ-Y-823, ЛК-14 проводили с использованием антиоксидантов (АО) ионола и ацетата основания Манниха (АОМ). Для разных процессов культивирования были подобраны оптимальные концентрации антиоксидантов.

При периодическом способе культивирования дрожжей на лабораторном ферментере внесение оптимальных концентраций ионола (110-4 г/л) и АОМ (110-5 г/л) позволило увеличить основные показатели качества дрожжей в среднем на 10,0 – 30,0 % по отношению к контролю (таблица 1).

Таблица 1 – Влияние антиоксидантов на показатели качества дрожжей Штаммы дрожжей S. cerevisiae S. cerevisiae ЛК 14 S. cerevisiae S. cerevisiae ЛК ВКМ-Y-823 ВКМ-Y-823 Наименование ионол ионол АОМ АОМ показателей Конт- Конт- Конт- Конт (110-4 (110-4 (1·10-5 (1·10- роль роль роль роль г/л) г/л) г/л) г/л) Общее 340±20 402±30 380±10 481±20 355±30 440±30 402±20 570± количество клеток, млн/мл Масса 7,0±0,15 7,9±0,14 9,5±0,22 10,9±0,15 8,5±0,17 9,9±0,16 10,1±0,22 11,8±0, биомассы, г Зимазная 68±2,0 59±1,0 62±1,0 54±2,0 65,0±2,0 54,0±1,0 60,0±1,0 55,0±2, активность, мин Мальтазная активность, 158±2,0 150±3,0 140±3,0 132±2,0 160±2,0 151±3,0 140±3,0 130±2, мин Подъемная 52,0±2,0 48,1±3,0 52,0±3,0 46,4±1,0 52,0±1,0 48,0±2,0 52,5±3,0 47,0±1, сила, мин Осмоустойчи 8,0±0,5 5,6±0,2 8,0±0,3 6,0±0,2 8,0±0,3 6,5±0,5 8,0±0,6 6,5±0, вость, мин Выход 9,8 11,3 13,5 15,7 12,7 14,9 15,6 17, биомассы, % В условиях непрерывного способа в присутствии антиоксиданта АОМ наблюдалось увеличение по сравнению с контролем съема биомассы дрожжей с аппарата на 14,4 %, выхода биомассы от потребленного субстрата на 18,2 %, производительности ферментера на16,0 % (таблица 2).

Таблица 2 – Влияние антиоксиданта на технологические показатели процесса выращивания дрожжей Vобщ.-7,5 м3 Vобщ.-100 м Параметры процесса 8 ч роста 10 ч роста 10ч роста Концентрация АОМ, Конт- Опыт Конт- Опыт Опыт1 Конт- Опыт роль 110-2 роль 110-2 10-3 0- г/л роль Съем биомассы, кг 118 165 157 184 172 4238 Накопление 21,4 30,0 28,5 33,4 31,5 65,6 73, биомассы, г/л Продуктивность 2,7 3,7 2,9 3,3 3,2 6,5 7, процесса, г/(л·ч) Выход биомассы, 0,20 0,27 0,26 0,31 0,29 0,55 0, кг/кг Производительность, - - - - - 10,0 11, т/сут Была проведена оптимизация состава питательной среды при культивировании дрожжей в присутствии антиоксиданта. Для выбора оптимального соотношения компонентов питательной среды (содержание мелассы, диаммония фосфата, сульфата аммония, антиоксиданта ацетата основания Манниха) использовали методы сравнительного математического анализа с помощью метрических и неметрических мер сходства. На основе представленных в таблице 3 данных, рассчитали оптимальный вариант питательной среды для культивирования дрожжей в присутствии антиоксиданта основания Манниха.

Пусть S = {s1, s2,…, sn} – контрольные (теоретические) данные функционально-технологических свойств (ФТС) дрожжей: оптическая плотность, количество клеток, накопление биомассы и подъёмная сила;

а X = {x1, x2 … xn } - экспериментальные (опытные) данные ФТС дрожжей, тогда S = {0,39;

430;

42,0;

56,0}, где 0,39 – оптическая плотность;

430 – количество клеток;

42,0 – накопление биомассы;

подъемная сила – 56,0.

X = {0,35;

430;

37,0;

42,0}.

Квадратичная мера сходства N – мерного пространства (в конкретном случае 4-мерного, поскольку число ФТС равно 4) - для 1-го варианта 0,39 0,35 2 430 370 2 42,0 32,0 2 56,0 49, S, X 61,23 ;

- для16-го варианта 0,39 0,34 2 430 370 2 42,0 33,7 2 56,0 49, S, X 60, Для 16 вариантов, представленных в таблице 3, выполнены аналогичные расчеты по определению метрических и неметрических мер сходства.

Таблица 3 – Функционально-технологические свойства питательной среды при разных дозировках её состава Оптичес Подъёмная Диаммо- Сульфат Антиок- кая плот- Количест Меласса, Биомасса, сила ний фос- аммония, сидант ность, ед. во клеток, № г/л г/л дрожжей, фат, г/л г/л АОМ, г/л оп. пл. млн/мл мин 1 130 1,44 2,7 1,E-04 0,35 370 32,0 49, 2 130 1,04 2,1 1,E-04 0,36 373 33,6 49, 1,E-04 0,39 383 42,0 49, 3 130 1,44 2, 4 130 1,44 2,7 1,E-04 0,35 370 35,7 45, 5 110 1,04 2,1 1,E-05 0,32 343 30,3 49, 6 110 1,44 2,7 1,E-05 0,34 376 32,8 56, 1,E-05 0,33 330 31,2 49, 7 110 1,04 2, 1,E-05 0,32 297 29,0 45, 8 110 1,04 2, 9 110 1,44 2,1 1,E-04 0,34 430 38,0 35, 10 110 1,04 2,7 1,E-05 0,33 340 37,0 38, 11 130 1,04 2,7 1,E-05 0,34 360 36,5 38, 1,E-05 0,35 430 37,0 42, 12 130 1,44 2, 13 110 1,44 2,7 1,E-04 0,35 377 32,3 38, 14 130 1,04 2,1 0,37 383 35,8 45, 1,E- 1,E- 15 130 1,04 2,7 0,34 380 35,0 42, 1,E-05 0,34 370 33,7 49, 16 110 1,44 2, Результаты расчетов показали три метрические и две неметрические меры сходства одного и того же образца, который соответствует 12 варианту.

На основании проведённой математической обработки данных было выявлено, что оптимальная дозировка состава питательной среды для выращивания дрожжей имела следующие значения: содержание мелассы составило 130 г/л, диаммония фосфата – 1,44 г/л, сульфата аммония – 2,1 г/л, антиоксиданта – 110-5 г/л.

3.1.2 Влияние антиоксиданта на качество дрожжей в процессе сушки Представляло интерес изучить возможность использования антиоксиданта, на примере ионола, в качестве стабилизатора качества дрожжей в процессе сушки и последующем их хранении.

Процесс сушки дрожжей осуществляли в четырех температурных режимах на лабораторной сушильной установке до достижения остаточной влажности дрожжей значения 8-10 %. Подобраны оптимальные условия проведения процесса высушивания: первые 6 мин. дрожжи сушили при температуре 60 оС, затем температуру теплоносителя снижали до 30-32 оС и продолжали высушивание в течение 120 мин.

Антиоксидант ионол вносили в оптимальной концентрации в двух вариантах: в среду культивирования дрожжей (110-4 г/л);

в дрожжевое молоко непосредственно перед сушкой (4 г/л). Показано, что антиоксидант по отношению к контролю стабилизировал физиологическую активность дрожжей в процессе их сушки: подъемная сила высушенных дрожжей повышалась на 22,0-28,0%;

количество поврежденных клеток снижалось на 7,0-11,0% (рисунок 2).

- 1 – контроль;

2 – опыт (ионол 4 г/л) 1 – контроль;

2 – опыт (ионол 110 г/л) Рисунок 2 – Влияние ионола на подъемную силу и количество поврежденных клеток высушенных дрожжей При внесении ионола в дрожжевое молоко перед высушиванием содержание трегалозы в клетках дрожжей Содержание трегалозы, % непосредственно после сушки составило 21,4 %, тогда как в клетках контрольных дрожжей 0 1 2 4 – 16,2 %. Выявлено, что при Срок хранения, мес хранении высушенных дрожжей Контроль Опыт (концентрация ионола 4 г/л дрожжевого молока) в течение 6 месяцев содержание Рисунок 3 – Влияние ионола на количество трегалозы в клетках высушенных дрожжей в трегалозы в клетках снижалось, процессе хранения причем в контрольных вариантах эта тенденция проявлялась заметнее (2,0-2,5 %), чем в опытных вариантах (1,5 %) (рисунок 3).Установлено, что на протяжении всего периода хранения в опытных образцах дрожжей количество поврежденных клеток было на 5- % ниже, а подъемная сила в среднем на 25 % выше, чем в контроле (рисунок 4).

Подъемная сила, мин 30 Nn, % 0 1 2 4 6 0 1 2 4 Срок хранения, мес Срок хранения, мес Контроль Опыт (концентрация ионола 4 г/л) Контроль Опыт (концентрация ионола 4 г/л) Рисунок 4 – Количество поврежденных клеток и подъемная сила высушенных дрожжей в течение шести месяцев хранения.

Полученные экспериментальные данные свидетельствовали, что дрожжи, высушенные в присутствии антиоксиданта, по подъемной силе дрожжей, содержанию трегалозы в клетках дрожжей, количеству неповрежденных клеток превосходили качественные показатели контрольных образцов как непосредственно после сушки, так и в процессе их хранения.

3.1.3 Изучение механизма действия антиоксидантов на клетки дрожжей Анализ количественного и качественного состава липидов дрожжей показал, что ацетат основания Манниха в оптимальной концентрации (1·10-5 г/л) влиял на фракционный состав липидов (таблица 4).

Таблица 4 – Изменение состава липидов дрожжей S. cerevisiae ЛК 14 на разных стадиях роста культуры в присутствии ацетата основания Манниха Время роста культуры Контроль Опыт Фракции липидов 3ч 6ч 8ч 3ч 6ч 8ч 1 2 3 4 5 6 1. СЖК, % 2,48 2,40 2,00 2,80 2,60 2, C14:0 миристиновая 0,19 0,13 0,12 0,19 0,12 0, C16:0 пальмитиновая 0,31 0.30 0,19 0,29 0,24 0, C18:0 стеариновая Обнаружены следы C18:1 олеиновая 1,00 0,12 1,05 1,12 1,29 1, C18:2 линолевая 0,97 0,84 0,64 1,10 0,77 0, Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 6 Сумма насыщенных ЖК, % 0,5 0,48 0,31 0,48 0,36 0, Сумма ненасыщенных ЖК, % 1,97 1,96 1,69 2,22 2,24 2, 2. ЖК фосфолипидов, % 6,20 6,44 6,61 6, 8б 7,09 7, C14:0 миристиновая Обнаружены следы C16:0 пальмитиновая 1,13 1,08 1,14 0,90 0,72 0, C18:0 стеариновая Обнаружены следы C18:1 олеиновая 1,76 1,48 0,60 1,67 1,76 1, C18:2 линолевая 3,31 3,68 3,87 4,29 4,61 4. Сумма насыщенных ЖК, % 1,13 1,08 1,14 0,90 0,72 0, Сумма ненасыщенных ЖК, % 5,07 5,36 5,47 6,37 6,71 4, 3. Стерины, % 3,02 3,53 3,60 3,24 3,70 3, Эргостерин 1,59 1,85 2,47 1,70 2,05 1, 7-дегидрохолестерин 0,31 0,85 0,14 0,25 0,24 0, Холестерин 0,60 0,89 0,77 0,84 1,06 1, Ситостерин 0,52 0,48 0,22 0,44 0,35 0, Экспериментально доказано, что липиды дрожжевых клеток, выращенных в присутствии антиоксиданта, характеризовались повышенной антиокислительной активностью на протяжении всей экспоненциальной фазы роста дрожжей (рисунок 5).

Можно предположить, что антиоксиданты, оказывая влияние на состав липидов мембран, участвуют в АОА, (ч. мл)/г регуляции клеточного метаболизма через Са2+ - полифосфоинозитольную систему, в которой ионы кальция играют роль вторичных посредников при изменении активности ферментов клеточного метаболизма в ответ на изменение I II III I II III внешних условий. С этой точки зрения Контроль было интересно исследовать влияние Опыт (концентрация АОМ 0,00001 г/л) 2+ I – начало, II – середина, III – конец антиоксиданта на рост и поглощение Са клетками дрожжей. Было изучено экспоненциальной фазы роста дрожжей Рисунок 5 – Антиокислительная активность влияние ацетатата основания Манниха на липидов S. cerevisiae ЛК-14 на разных стадиях рост дрожжей в присутствии различных роста дрожжей в присутствии антиоксиданта концентраций Са2+:

1) при избытке Са2+ (1мМ) в среде;

2) в присутствии комплексонов Са2+, которые позволяют значительно снизить концентрацию Са2+ в среде.

Установлено, что при избытке Са2+ в среде рост дрожжей подавлялся, однако стимулирующее действие антиоксиданта на клетки сохранялось.

Исследование влияния ацетата основания Манниха на рост дрожжей в Са2+ присутствии различных концентраций комплексонов этиленгликольтетрауксусной кислоты (ЭГТА) и этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) показало, что Са2+ в определенной концентрации необходим для роста дрожжей.

Полученные данные свидетельствуют, что в случае использования ЭГТА максимальное накопление биомассы дрожжей и максимальное стимулирующее действие антиоксиданта наблюдалось при концентрации в среде 5мМ ЭГТА, а в случае внесения ЭДТА – при 25мМ ЭДТА. При внесении в среду культивирования комплексонов в концентрациях, превышающих их оптимальные значения, стимулирующее действие антиоксиданта полностью элиминировалось, а рост культуры подавлялся.

Исследовали влияние ацетата основания Манниха на поглощение Са2+ клетками дрожжей в присутствии различных концентраций ЭГТА и ЭДТА в среде культивирования (рисунок 6). Эксперименты показали уменьшение поступления Са2+ в клетки дрожжей по мере повышения в среде концентрации комплексонов ЭГТА и ЭДТА.

0, 0, 0, 0, Са+2, ммоль/100 млн клеток 0, 0, Са+2, ммоль/100 млн клеток 0, 0, 2 0, 0,15 0, 0, 4 0,05 0, -1 0 1 2 3 4 5 6 7 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 t,ч Контроль Опыт t,ч Контроль Опыт 1 – без ЭГТА;

2, 3, 4 – концентрация 1 – без ЭДТА;

2, 3, 4 – концентрация ЭГТА 1;

5 и 10 мМ соответственно ЭДТА 12;

25 и 50 мМ соответственно Рисунок 6 – Влияние концентрации ЭГТА и ЭДТА на поглощение Ca2+ клетками S. cerevisiae ЛК-14 в присутствии оптимума ацетата основания Манниха 3.2 Научное обоснование и практические аспекты применения солей фенозан кислоты и янтарной кислоты при разработке рецептур мучной кондитерской продукции С целью улучшения качества конечного продукта – дрожжей исследовали возможность внесения антиоксидантов в культуральную среду в процессе выращивания дрожжей и в питательную среду при активации дрожжей с последующим их использованием в тестоприготовлении, а также непосредственно при замесе тестового полуфабриката.

3.2.1 Изучение генопротекторных свойств продуктов метаболизма дрожжей Определяли эффективность действия группы антиоксидантов (натриевой, калиевой солей фенозан-К и янтарной кислоты) на качество дрожжей. Результаты экспериментов показали, что при получении штаммов дрожжей S. cerevisiae ВКМ Y-823, ЛК-14, ЛВ-7 оптимальными явились следующие концентрации: для фенозана Na – 1 10 6 г/л, для фенозана К – 1 10 5 г/л, для янтарной кислоты – 110 3 г/л. Внесение антиоксидантов в оптимальных концентрациях в среду культивирования дрожжей различных штаммов позволило увеличить следующие показатели качества дрожжей: количество клеток на 17,0-27,0 %, удельную скорость роста дрожжей на 7,0-10,0 %, бродильную активность на 12,0-3,8 %, подъемную силу на 15,0-29,0 %, осмоустойчивость на 14,0-25,0 % и стойкость дрожжей на 18,0 % относительно показателей дрожжей, выращенных без антиоксидантов. Получены экспериментальные данные свидетельствующие, что продукты метаболизма дрожжей S. сerevisiae ЛК-14 в составе культуральной жидкости в присутствии солей фенозан кислоты не проявляли ДНК-повреждающего действия в отношении мутантных по репарации тест-штаммов E. сoli, что, по видимому, связано как с отсутствием образования токсичных продуктов метаболизма собственно исследуемых солей фенозан кислоты, так и продуктов трансформации, возникающих в процессе культивирования (рисунок 7). Более того, культуральная жидкость проявляла ДНК-протективное действие в отношении химического генотоксиканта.

160 Индекс выживаемости, % Индекс выживаемости, % 120 Концентрация фенозана К, г/л Концентрация фенозана Na, г/л Pol А- Rec А- Uvr А Рисунок 7 – ДНК-протективное действие культуральной жидкости дрожжей S. cerevisiae ЛК-14 в присутствии антиоксидантов Тесто для хлебобулочного изделия готовили безопарным и опарным способами с использованием дрожжей, выращенных в присутствии антиоксидантов (солей фенозан кислоты и янтарной кислоты) c максимальной величиной показателя подъемная сила. Это привело к сокращению времени брожения полуфабриката при опарном способе тестоведения на 60 мин., а при безопарном – на 30 мин., независимо от штамма использованных дрожжей. При этом все образцы готовой продукции по отношению к продукции, приготовленной с дрожжами, выращенными без внесения антиоксидантов, обладали улучшенными показателями качества, отмечено увеличение удельного объема на 5,6-11,0 %, пористости на 3,9 6,5 % и формоустойчивости на 8,0-14,0 %.

3.2.2 Влияние активированных дрожжей на качество готовой продукции Выявленная динамика повышения качества дрожжей при культивировании в присутствии антиоксидантов подтвердилась и в случае активации прессованных дрожжей. Определены оптимальные условия активации прессованных дрожжей антиоксидантами: время выдержки составило 30 мин, концентрация антиоксидантов к массе дрожжей – калиевой соли фенозан кислоты (0,001 %), янтарной кислоты (0,05 %) и комплексной пищевой добавки «Табиб» (1,5 %).

Комплексная пищевая добавка «Табиб» в своем составе содержит необходимые минеральные вещества, витамины и соединения, которые придают ей антиоксидантные свойства. Активация дрожжей антиоксидантами позволила улучшить качество дрожжей: повысить ферментативную активность на 9,0-21,0 %, подъемную силу на 19,0-31,0 %, осмоустойчивость на 27,0-40,0 % по сравнению с контрольными неактивированными дрожжами (таблица 5).

Таблица 5 – Влияние антиоксидантов и комплексной пищевой добавки «Табиб» на показатели качества прессованных дрожжей Опыт Стиму- Стиму- Стиму Опыт Опыт Наименование Конт- (фено- ляция к ляция к ляция к (ЯК) «Табиб» показателя роль зан-К) контро- контро- контро 0,05% 1,5 % 0,001% лю, % лю, % лю, % Зимазная 70 56 20 59 16 55 активность, мин.

Мальтазная 120 102 15 109 9 107 активность, мин.

Подъемная сила, 48 33 31 38 21 39 мин.

Осмоустойчи 15 9 40 10 33 11 вость, мин.

На основе проведенных исследований была предложена технологическая схема приготовления теста для хлебобулочного изделия из муки пшеничной высшего сорта с предварительной активацией прессованных дрожжей. Полученные данные свидетельствовали о том, что готовая продукция, выработанная с использованием активированных дрожжей, характеризовалась повышенной пористостью (на 4,0-6,8 %), формоустойчивостью (на 11,0-16,6 %) и удельным объемом (на 5,0-10,0 %) по сравнению с продукцией, полученной с неактивированными дрожжами. Следует отметить, что готовая продукция, приготовленная с дрожжами, активированными антиоксидантами, в условиях безопарного способа тестоведения соответствовала показателям аналогичной продукции, выработанной опарным способом.

Анализ рецептуры мучной кондитерской продукции татарской кухни «Чак чак», показал возможность коррекции компонентного состава данной продукции.

Предложено в традиционную рецептуру «Чак-чак» дополнительно вводить дрожжи (оптимальная дозировка 1,0 % к массе муки), активированные фенозан К.

Проведенные исследования показали, что в качестве фритюра при производстве «Чак-чак» технологичнее и экономичнее использовать пальмовое масло по сравнению с подсолнечным рафинированным маслом.

Результаты исследований фритюров в течение 4-часового использования, свидетельствовали, что срок использования пальмового масла по сравнению с подсолнечным маслом в качестве фритюра с сохранением органолептических показателей составил на 1 час больше, а расход на 29 % меньше. Результаты исследований показали более низкие темпы роста перекисных чисел опытных образцов фритюра в процессе обжаривания тестовых заготовок, полученных с добавлением активированных дрожжей по сравнению с контрольными образцами фритюра, в котором обжаривались тестовые заготовки, содержащие в рецептурном составе неактивированные дрожжи (рисунок 8).

Процессы окисления, 7, происходящие в пальмовом 6, масле, тестировали по ПЧ, ммоль (1/2 О) /кг содержанию продуктов 5, липопероксидации – диеновых 4, конъюгатов (ДК) и кетодиенов 3, (КД) (рисунок 9). Выявлено 2, снижение количества диеновых 1, конъюгатов и кетодиенов в опытных образцах фритюра и 0 30 60 90 120 150 180 210 обжаренных полуфабрикатах, что Время жаренья, мин позволило увеличить кратность Контроль Опыт использования фритюра при Рисунок 8 – Изменение перекисного числа обжаривании полуфабрикатов с пальмового масла в процессе жаренья 30 до 35 партий.

0, 0, Содержание КД, отн.ед Содержание ДК, отн.ед 0, 0, 0,5 0, 0,4 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 Время жаренья, ч 0 1 2 3 3,5 4 0 1 2 3 3,5 Время жаренья, ч Контроль Опыт Контроль Опыт А Б Рисунок 9 – Изменение содержания диеновых конъюгатов (А) и кетодиенов (Б) в пальмовом масле в процессе жаренья полуфабрикатов Использование активированных дрожжей в качестве рецептурного компонента существенно снижало количество общих липидов (ОЛ) и повышало количество фосфолипидов (ФЛ) в обжаренных полуфабрикатах (рисунок 10).

Рисунок 10 – Изменение содержания липидов в полуфабрикатах мучного кондитерского изделия в процессе жаренья Анализ фракционного состава фосфолипидов обжаренных полуфабрикатов показал увеличение фосфатидилэтаноламина в 2,5 раза и снижение суммарной доли кардиолипина и фосфатидной кислоты в 2 раза в опытных образцах обжаренных полуфабрикатов с внесением в рецептуру активированных дрожжей по сравнению с традиционной технологией (таблица 6).

Полученные результаты свидетельствовали о сохранении соотношения суммы легкоокисляемых фракций фосфолипидов к сумме трудноокисляемых как в первых, так и в последних партиях обжаренных тестовых заготовок.

Таблица 6 – Состав фосфолипидов обжаренных полуфабрикатов мучной кондитерской продукции Контроль Опыт (по традиционной (с активированными Фракция ФЛ, рецептуре) дрожжами) % фосфора первая последняя первая последняя * ** партия партия партия партия лизофосфатидилхолин (ЛФХ) 8,06 1,10 12,00 0,64 19,16 5,95 16,19 0, сфингомиелин (СМ) 2,27 2,04 4,25 1,51 1,22 0,13 4,45 0, фосфатидилхолин (ФХ) 55,11 5,77 46,61 2,41 44,04 4,66 43,41 0, фосфатидилинозит+ 1,10 1,03 6,81 0,97 9,11 0,77 2,85 0, фосфатидилсерин (ФИ+ФС) фосфатидилэтаноламин (ФЭ) 10,16 1,80 10,75 2,60 11,04 1,40 25,65 1, кардиолипин (КЛ) 19,42 1,09 9,87 1,745 10,77 1,01 3,20 0, фосфатидная кислота (ФК) 3,89 1,55 9,69 1,56 4,67 0,78 4,27 0, * первая партия – полуфабрикаты, обжаренные в первые 3 мин. использования фритюра;

** последняя партия – полуфабрикаты, обжаренные после 4 ч использования фритюра 3.3 Научное обоснование и практические аспекты применения антиоксидантов при разработке национальной обогащенной мучной кондитерской продукции Для обогащения была выбрана следующая продукция: мучное кулинарное изделие татарской кухни – пирог «Губадья»;

сахарное печенье, печенье крекер;

мучная кондитерская продукция во фритюре, хлебобулочные изделия. На эту продукцию проведена комплексная оценка эффективности влияния аскорбиновой кислоты, -токоферола ацетата, янтарной кислоты, плодов шиповника, комплексных пищевых добавок «Веторон» и «Табиб».

Полученные результаты свидетельствовали о положительном влиянии добавок на количество и качество клейковины, и, в целом, на силу пшеничной муки, которая увеличивалась с внесением исследуемых добавок.

По результатам проведенных исследований реологических свойств пшеничного теста установлено, что внесение янтарной кислоты и комплексной пищевой добавки «Табиб» способствовало увеличению таких показателей, как упругость и водопоглотительная способность теста.

3.3.1 Разработка методики контроля безопасности готовой продукции Внесение оптимальных концентраций комплексной пищевой добавки «Табиб» (0,4 % к массе муки) и янтарной кислоты (0,1 %;

0,05 % к массе муки) в рецептуру при замесе мучной продукции «Солнечный» и хлебобулочного изделия из муки пшеничной первого сорта сокращало время брожения теста на 30-40 мин., улучшало пористость мякиша на 3,0-6,0% и повышало формоустойчивость изделий на 8,0-16,0 % по сравнению с продукцией, приготовленной без внесения добавок.

На тест-объектах E.coli и биологических объектах Paramecium caudatum были проведены исследования по выявлению ДНК-протективного действия на примере продукции «Солнечный» с включением в ее рецептуру янтарной кислоты (рисунок 11).

Индекс выживаемости Paramicium caudatum, % Индекс выживаемости E.coli, % 80 60 40 Контроль Опыт Фурацилин E.coli c нарушением синтеза ДНК-полимеразы 1 Контроль Опыт Токсикант E.coli с нарушением эксцизионной репарации E.coli c нарушением общей рекомбинации Рисунок 11 – Индекс выживаемости тест-объектов В результате проведенных исследований на тест-объектах E. сoli и Paramecium caudatum установлено, что экстракт из мучной продукции «Солнечный» с использованием в ее рецептуре янтарной кислоты проявлял выраженное снятие токсического эффекта химического токсиканта и оказывал ДНК-протективное действие на исследуемых тест-объектах.

Результаты данных исследований по определению индекса выживаемости тест-объектов были использованы при разработке Методики «Определение антитоксичного эффекта» для осуществления контроля безопасности продукции, которая рекомендована предприятиям Республики Татарстан, выпускающим национальную мучную кондитерскую продукцию.

3.3.2 Использование янтарной кислоты и комплексной пищевой добавки «Табиб» в производстве обогащенной мучной кондитерской продукции Исследовали возможность применения янтарной кислоты и комплексной пищевой добавки «Табиб» в производстве национальной мучной кулинарной продукции татарской кухни – «Губадья». Установлено, что исследуемые добавки в оптимальных концентрациях (комплексная добавка «Табиб» – 0, % к массе муки) и (янтарная кислота – 0,02 % к массе муки) интенсифицировали процесс тестоведения на 30-60 мин. по сравнению с приготовлением данной продукции без применения исследуемых добавок, что приводило к снижению технологических затрат на брожение. Отмечена возможность увеличения количества воды для получения стандартной консистенции теста.

В работе исследована возможность введения комплексной пищевой добавки «Табиб» в рецептуру сахарного печенья и печенья крекер при сохранении их высоких потребительских характеристик. Были определены оптимальные концентрации комплексной пищевой добавки «Табиб», которые составили для сахарного печенья 0,2 % к массе муки и для печенья крекер – 1,0 % к массе муки. Установлено, что внесение комплексной пищевой добавки в оптимальных концентрациях в тесто при производстве сахарного печенья и печенья крекер позволило повысить намокаемость на 11 % и снизить плотность на 5 % по сравнению с образцами без внесения добавок.

Продолжительность брожения теста при производстве печенья крекер при внесении комплексной пищевой добавки «Табиб» по отношению к контролю сокращалось на 25 и 20 % при безопарном и опарном способах соответственно. Кроме того, применение комплексной пищевой добавки «Табиб» в рецептурном составе печенья позволило увеличить срок хранения готовой продукции на 30 суток по сравнению с традиционной технологией.

Важно отметить, что в опытных образцах готовой продукции с внесением в рецептуру комплексной пищевой добавки «Табиб» в оптимальной концентрации содержание макронутриентов, минеральных веществ и витаминов увеличивалось на 17 % в печенье крекер и на 46 % в сахарном печенье в сравнении с контрольными образцами без внесения комплексной пищевой добавки (таблица 7), что позволило отнести разработанные изделия к категории обогащенной продукции.

3.3.3 Обоснование применения растительных масел в качестве фритюра Проведен анализ возможности использования растительных масел (кукурузное, рапсовое, горчичное, льняное, подсолнечное, пальмовое) в качестве фритюра при производстве национальной мучной кондитерской продукции. Исследуемые растительные масла непрерывно использовали в течение 4 часов для обжаривания тестового полуфабриката при температуре 160-170 оС в течение 2-3 мин. В образцах льняного и горчичного масел и в обжаренных полуфабрикатах наблюдалось ухудшение органолептических показателей после 1 ч их термической обработки;

подсолнечного и кукурузного – после 2 ч;

пальмового и рапсового – после 3 ч. Образцы тестовых полуфабрикатов приобретали посторонний запах, коричневый оттенок и привкус масла.

Таблица 7 – Химический состав, пищевая и энергетическая ценность печенья Сахарное печенье Печенье крекер Основные Степень удовлетворения формулы Основные Степень удовлетворения формулы Наименование компоненты сбалансированного питания компоненты сбалансированного питания показателя г/100 г продукции % г/100 г продукции % Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт Белки 10,74 10,80 13,40 13,50 +0,10 9,20 9,49 11,50 11,86 +0, Жиры 4,21 4,26 5,30 5,30 0,00 14,10 14,17 17,63 17,71 +0, Углеводы 82,68 82,78 20,67 20,69 +0,02 66,10 66,36 16,53 16,59 +0, Пищевые волокна 0,12 0,13 0,60 0,65 +0,05 0,10 0,19 0,50 0,95 +0, Минеральные вещества мг/100 г продукции % мг/100 г продукции % Na 14,47 16,63 1,11 1,28 +0,17 38,00 38,11 2,92 2,93 +0, К 131,50 341,71 5,26 13,70 +8,44 105,00 115,51 4,20 4,62 +0, Са 21,12 50,30 2,64 6,30 +3,66 17,00 18,46 2,13 2,31 +0, Mg 16,13 46,80 4,03 11,70 +7,67 - 1,54 - 0,39 Р 88,40 89,70 7,40 7,50 +0,10 76,00 80,69 6,33 6,72 +0, Fe 1,57 2,92 10,50 19,50 +9,00 1,10 1,78 7,33 11,87 +4, I 0,001 0,004 1,00 4,00 +3,00 0,001 0,004 1,00 4,00 +3, Витамины мг/100 г продукции % мг/100 г продукции % В1 0,02 0,04 1,33 2,67 +1,34 0,08 0,086 5,33 5,73 +0, В2 0,04 0,06 2,22 3,33 +1,11 0,08 0,082 4,44 4,56 +0, В6 0,04 0,06 1,80 2,00 +0,2 0,04 0,06 1,82 2,73 +0, РР 0,0007 0,2053 0,0035 1,026 +1,0155 1,00 1,023 5,00 5,12 +0, Е 3,40 3,60 22,70 24,00 +1,3 - 0,009 - 0,06 +0, А 0,001 0,076 0,01 8,44 +8,43 - 0,048 - 5,33 +5, -каротин 0,0007 0,061 0,02 1,22 +1,20 - 0,003 - 0,06 +0, Энергетическая 411 413 - - - 428 431 - ценность, ккал При оценке окислительных процессов, происходящих в маслах при обжаривании тестовых полуфабрикатов, наибольшее значение показателя перекисного числа (ПЧ) выявлено при использовании подсолнечного и кукурузного масел (рисунок 12), которые содержат полиеновые (линолевая) кислоты, наиболее подверженные окислительному воздействию.

14, 12, 10, 8, ПЧ, ммоль (1/2 О) / кг 6, 4, 2, 0, 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4, Время, ч Пальмовое масло Подсолнечное масло Рапсовое масло Кукурузное масло Льняное масло Горчичное масло Рисунок 12 – Изменение значений Рисунок 13 – Изменение значений показателя перекисного числа показателя йодного числа исследуемых исследуемых масел в процессе жаренья масел в процессе жаренья Стабильными к окислению оказались рапсовое и пальмовое масла, для них отмечены самые низкие значения показателя йодного числа (ЙЧ) (рисунок 13). Стадийный характер изменения значений ПЧ при 4-часовой обжарке тестовых полуфабрикатов свидетельствовало об образовании продуктов более глубокого окисления. Происходило наибольшее увеличение кислотного числа (КЧ) в 4,5 раза для льняного масла по сравнению со значениями КЧ фритюров, прогретых в первые 3 мин. Кислотные числа остальных исследуемых растительных масел по сравнению с первоначальными значениями возросли незначительно.

В качестве фритюра при производстве национальной мучной кондитерской продукции оптимальным было выбрано рапсовое масло.

Установлено, что по сравнению с кукурузным, горчичным, льняным, подсолнечным и пальмовым маслами срок его использования увеличился на 1 ч, а расход сократился на 7,0-35,0 %. При этом в тестовых заготовках, обжаренных на рапсовом масле, отмечалось наименьшее содержание жира.

3.3.4 Исследование влияния добавок антиоксидантного действия на качество фритюра и национальной обогащенной мучной кондитерской продукции При производстве национальной мучной кондитерской продукции во фритюре использовали добавки, обладающие антиоксидантными свойствами (аскорбиновая кислота, -токоферола ацетат, янтарная кислота, плоды шиповника, комплексные пищевые добавки «Веторон» и «Табиб»).

С помощью метода сравнительного математического анализа с применением метрических и неметрических мер сходства установлены оптимальные дозировки вносимых добавок (аскорбиновая кислота – 0,125, токоферола ацетат – 0,0625, комплексная пищевая добавка «Веторон» – 0,075, янтарная кислота – 0,004, плоды шиповника – 0,7, комплексная пищевая добавка «Табиб» – 0,2 в % к массе муки), внесение которых в рецептуру данной продукции позволило улучшить органолептические, физико-химические показатели фритюра и качество обжаренных полуфабрикатов.

Экспериментально установлено, в опытных образцах фритюра в процессе обжаривания тестовых заготовок, содержащих янтарную кислоту, отмечались более низкие темпы изменения количества пероксидов (рисунок 14), а также установлено снижение количества диеновых конъюгатов и Рисунок 14 – Влияние янтарной кислоты на кетодиенов в сравнении с количество пероксидов рапсового масла в контрольными образцами.

процессе жаренья При этом отмечались более низкие темпы возрастания показателя количества пероксидов в опытных образцах липидов обжаренных полуфабрикатов мучной кондитерской продукции по сравнению с продукцией, приготовленной без внесения янтарной кислоты в рецептурный состав. Интенсивность процессов перекисного окисления липидов в сложных системах, к которым относится обжаренный полуфабрикат мучной кондитерской продукции, оценивали также по содержанию вторичных продуктов окисления, взаимодействующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК). Показатель количества ТБК-активных продуктов (ТБК-АП) опытных образцов полуфабриката был ниже контроля (рисунок 15).

Кроме того, внесение янтарной кислоты способствовало уменьшению количества общих липидов в обжаренном полуфабрикате и повышению доли фосфолипидов в составе общих липидов (рисунок 16).

А Б Рисунок 15 – Влияние янтарной кислоты на количество пероксидов (А) и количество продуктов, реагирующих с ТБК, в липидах обжаренного полуфабриката А Б Рисунок 16 – Влияние янтарной кислоты на количество общих липидов (А) и фосфолипидов (Б) в обжаренном полуфабрикате Таким образом, установлено, что янтарная кислота, как рецептурный компонент мучной кондитерской продукции, улучшала качественные показатели рапсового масла и липидной компоненты обжаренного полуфабриката, что позволило увеличить время использования фритюра на 1,5 ч в сравнении с традиционной технологией и получению обогащенной пищевой продукции.

Известно, что в рапсовом масле, обладающем повышенной пищевой ценностью и хорошими технологическими показателями, содержатся также вещества, проявляющие в организме человека гойтрогенные свойства. Для профилактики гойтрогенного действия рапса рекомендовано дополнительное использование йодсодержащих препаратов. Таковым является комплексная пищевая добавка «Табиб», содержащая в своем составе йодат калия, витамины, макро- и микроэлементы, целый ряд ферментов и аминокислот.

Установлено, что внесение в рецептуру национальной мучной кондитерской продукции комплексной пищевой добавки «Табиб» в оптимальной концентрации 0,2 % к массе муки способствовало стабилизации качества рапсового масла. Отмечалось более длительное сохранение исходных органолептических свойств фритюра, а также снижение показателей перекисных и кислотных чисел по сравнению с контрольными образцами фритюра, в котором обжаривались тестовые заготовки, не содержащие в рецептурном составе этой комплексной пищевой добавки.

Комплексная пищевая добавка «Табиб» способствовала снижению удельного расхода фритюра на 24,2 %, повышению влажности полуфабриката на 23,5 % и, как следствие, уменьшению количества жира на 31,7 % в опытных образцах обжаренных полуфабрикатов по сравнению с традиционной технологией (ТУ 9139-014-00352785-97), что повышало технологические свойства продукции. Кроме того, внесение комплексной пищевой добавки «Табиб» в рецептурный состав мучной кондитерской продукции способствовало продлению срока годности готовой продукции без изменения качественных показателей на 30 суток по сравнению с контрольными образцами. Национальная обогащенная мучная кондитерская продукция характеризовалась пониженной энергетической ценностью на 13 и 17 % за счет снижения удельного расхода фритюра и повышенным содержанием минеральных веществ на 17,5 % и витаминов на 7,5 и 20 %, соответственно, в результате внесения в рецептуру данной продукции комплексных пищевых добавок «Табиб» и «Веторон» (таблица 8).

3.4. Промышленная апробация и экономическая эффективность результатов исследований Технологические решения производства мучной кондитерской продукции «Шифаллы лэззэт с Ветороном» и мучного изделия «Фарешки» внедрены на предприятии ООО «Семь хлебов» (г. Казань).

Общий экономический эффект от внедрения обогащенной национальной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» на 1т готовой продукции составит - 3,653 тыс. руб.;

«Шифалы лэззэт» - 1,525 тыс. руб.;

«Шифалы лэззэт с Ветороном» - 1,232 тыс. руб. в ценах на 2013 год за счет снижения расхода фритюрного масла.

Таблица 8 – Химический состав, пищевая и энергетическая ценность национальных мучных кондитерских изделий МКИ по традиционной технологии МКИ «Шифалы лэззэт» МКИ «Шифалы лэззэт с Ветороном» Степень удовлетворения Степень удовлетворения Основные формулы Основные Степень удовлетворения формулы Основные формулы Наименование компоненты сбалансированного компоненты сбалансированного питания компоненты сбалансированного показателя питания питания г/100 г % г/100 г % г/100 г % Контроль Опыт 1 Опыт 2 Белки 5,0 6,0 5, 6,25 7,50 1,25 6,25 0, Жиры 32,0 26,0 23, 40,00 32,50 -7,50 28,75 -11, Углеводы 40,0 41,0 40, 10,00 10,25 0,25 10,00 0, Пищевые волокна 0,01 0,018 0, 0,05 0,09 0,04 0,05 0, Минеральные вещества мг/100 г % мг/100 г % мг/100 г % Na 26,32 26, 30,31 2,33 +0, 2,02 2,02 0, K 36,29 36, 94,59 3,78 +2, 1,45 1,45 0, Ca 33,04 33, 78,83 9,85 +5, 4,13 4,13 0, Mg 6,85 6, 19,89 4,97 +3, 1,71 1,71 0, Fe 0,54 0, 1,00 6,70 +3, 3,60 3,60 0, J - 0,003 2,80 +2, Витамины мг/100 г мг/100 г мг/100 г % % % B1 0,031 0,036 0, 2,40 +0,33 2,07 0, 2, B2 0,087 0,089 0, 4,94 +0,11 4,83 0, 4, PP 0,128 0,134 0, 0,67 +0,03 0,64 0, 0, С - - 0,862 0, 1,23 +1,23 0,43 +0, -каротин 1,08 1,230 1, 24,60 +3,00 24,90 +3, 21, Е 7,800 8,220 10, 54,80 +2,80 68,20 +16, 52, Энергетическая ценность, ккал 468 - 422 - - - ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Обоснована перспективность и эффективность использования антиоксидантов в процессах получения штаммов дрожжей S. сerevisiae ВКМ-Y-823, ЛК-14, ЛВ-7. Установлено, что в присутствии оптимальных концентраций антиоксидантов (ионол - 1·10-4 г/л;

ацетат основания Манниха - 1·10-5 г/л;

натриевая и калиевая соли фенозан кислоты - 1·10-5- 1·10-6 - г/л;

янтарная кислота - 1·10-3 г/л) наблюдалось увеличение удельной скорости роста дрожжей на 7,0 – 14,0%, биомассы дрожжей на 16,0 – 22,0% относительно контрольных дрожжей, выращенных без антиоксидантов.

Выявлено, что дрожжи, выращенные в присутствии антиоксидантов, обладают улучшенными физиологическими свойствами и характеризуются повышенной по сравнению с контролем зимазной на 9,0 – 26,0% и мальтазной на 5,0–16,0% активностями, подъемной силой на 8,0–29,0%, осмоустойчивостью на 14,0–31,0%.

Разработаны методологические подходы с использованием метода сравнительного математического анализа с метрическими и неметрическими мерами сходства к определению оптимальной питательной среды для культивирования дрожжей с улучшенными физиологическими свойствами в присутствии антиоксиданта. Определен компонентный состав питательной среды: содержание мелассы составило 130 г/л, диаммония фосфата – 1,44 г/л, сульфата аммония – 2,1 г/л, антиоксиданта – 110-5 г/л.

2. Исследовано в процессе сушки влияние антиоксиданта на качество дрожжей. Определен выбор режима сушки дрожжей в присутствии антиоксиданта ионола, позволивший стабилизировать качество высушенных дрожжей: подъемная сила дрожжей повышалась на 22,0-28,0%, количество поврежденных клеток дрожжей снижалось на 7,0-11,0%, содержание трегалозы в клетках дрожжей увеличивалось на 10,0 – 15,0% относительно образцов дрожжей, высушенных без добавления антиоксиданта.

3. Установлен механизм действия антиоксидантов на клетки дрожжей и исследовано влияние антиоксиданта ацетата основания Манниха на жирнокислотный состав, антиокислительную активность липидов, транспорт ионов кальция в клетках дрожжей S. сerevisiae ВКМ-Y-823, ЛК-14.

Определено, что отношение суммы насыщенных к сумме ненасыщенных жирных кислот на 20,0–35,0% ниже для липидов дрожжей, выращенных в присутствии экзогенного антиоксиданта, а суммарное содержание стеринов в опытных вариантах на 5,0–12,0% выше. Выявлено, что величина периода индукции метилолеата для пары метилолеат с экстрактом липидов клеток дрожжей, выращенных в присутствии ацетата основания Манниха в 1,11 1,46 раза больше, чем для пары метилолеат с экстрактом липидов дрожжей, выращенных без антиоксиданта. Установлено, что антиоксиданты, модифицируя состав и функции клеточных мембран, оказывают влияние на транспорт Са2+в клетки и принимают участие в Са2+- зависимых процессах, определяющих активность ферментов клеточного метаболизма.

4. Установлено на тест-штаммах E. coli генопротекторное действие культуральной жидкости дрожжей S. сerevisiae ЛК-14, выращенных в присутствии антиоксидантов. Выявлено, что культуральная жидкость дрожжей, выращенных в присутствии антиоксидантов натриевой и калиевой солей фенозан кислоты не проявляла ДНК-повреждающих свойств на тест штаммы E. coli, а в концентрациях 1106 и 1104 г/л оказывала генопротекторное действие в отношении ДНК-повреждающего агента.

5. Определены параметры активации дрожжей антиоксидантами при времени выдержки в 30 мин и температуре 30-32 0С. Установлено, что внесение оптимальных концентраций фенозан-К - 0,001%, янтарной кислоты - 0,05%, комплексной пищевой добавки «Табиб» - 1,5% к массе дрожжей в дрожжевую суспензию улучшало биотехнологические свойства дрожжей: подъемную силу на 19,0 – 31,0%, ферментативную активность на 9,0 – 21,0%, осмоустойчивость на 27, - 40 % по сравнению с показателями контрольных дрожжей.

Установлено, применение дрожжей с улучшенными биотехнологическими свойствами в производстве хлебобулочного изделия из муки пшеничной высшего сорта позволило сократить процесс брожения на 30 мин. при безопарном способе и на – 60 мин. при опарном способе тестоведения и повысить качество готовой продукции: увеличить удельный объем – на 5,6-11,0 %, пористость – на 3,9 – 6,5 %, формоустойчивость – на 8,0 – 14,0 %.

Разработана рецептура национальной обогащенной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» во фритюре с повышенными потребительскими свойствами при использовании дрожжей, активированных антиоксидантом фенозан-К. Установлено, что использование активированных дрожжей в рецептурном составе национальной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» позволило увеличить кратность использования фритюра при обжаривании полуфабрикатов с 30 до 35 партий, понизить содержание жира на 18%, повысить содержание белка на 16%, снизить содержание общих липидов в 2,6 раза и увеличить количество фосфолипидов в составе общих липидов в 0,5 раза в готовой продукции.

6. Разработана Методика «Определение антитоксичного эффекта» для осуществления контроля качества и безопасности выпускаемой продукции, в основе которой использован метод исследования антимутагенной активности на тест-объектах E. сoli и биологических объектах Paramecium caudatum.

7. Обоснована целесообразность использования янтарной кислоты и комплексной пищевой добавки «Табиб», как компонентов рецептуры, обогащенной мучной кондитерской продукции с целью повышения качества и потребительских свойств национального мучного кулинарного изделия татарской кухни «Губадья», сахарного печенья, печенья крекер.

Установлено, что исследуемые добавки в оптимальных концентрациях:

комплексная пищевая добавка «Табиб» – 0,3% к массе муки и янтарная кислота – 0,02% к массе муки при производстве национального мучного изделия «Губадья» позволили интенсифицировать процесс тестоведения на 30-60 мин. по сравнению с продукцией без применения исследуемых добавок. Отмечена возможность увеличения количества воды на 2% для получения стандартной консистенции теста.

Установлено, что внесение комплексной пищевой добавки «Табиб» в оптимальных концентрациях в тесто при производстве сахарного печенья и печенья крекер позволило: повысить намокаемость на 11%;

снизить плотность на 5%;

продлить сроки хранения на 30 дней и увеличить содержание макронутриентов, минеральных веществ и витаминов на 17% в печенье крекер и на 46% в сахарном печенье в сравнении с контрольными образцами без внесения комплексной пищевой добавки, что позволило отнести разработанные изделия к обогащенной продукции.

8. Установлена возможность использования растительных масел: льняное, горчичное, подсолнечное, кукурузное, пальмовое и рапсовое в качестве фритюра при производстве национальной мучной кондитерской продукции. Определено, что использовать льняное и горчичное масла – не более 1 часа, подсолнечное и кукурузное масла – не более 2 часов, а пальмовое и рапсовое масла – не более 3 часов. Доказано, что срок использования рапсового масла увеличился на 1 ч в сравнении с другими маслами, а расход в зависимости от объекта сравнения фритюрного масла сократился на 7,0-35,0%.

9. Исследовано влияние добавок антиоксидантного действия:

аскорбиновой кислоты, -токоферола ацетата, янтарной кислоты, плодов шиповника, комплексных пищевых добавок «Веторон» и «Табиб» на качество фритюра и готовой продукции.

Определены оптимальные концентрации добавок: аскорбиновая кислота - 0,125 %;

-токоферол ацетат - 0,0625%;

янтарная кислота - 0,075 %;

плоды шиповника – 0,7%;

комплексная пищевая добавка «Веторон» - 0, %, комплексная пищевая добавка «Табиб» - 0,2% к массе муки в соответствии с показателями качества фритюра и показателями качества обжаренного полуфабриката. Выявлено, что внесение янтарной кислоты в рецептуру национальной мучной кондитерской продукции способствовало уменьшению количества общих липидов в обжаренном полуфабрикате на протяжении всего времени использования фритюра (4 часа) на 27% и повышению доли фосфолипидов на 20% в составе общих липидов по сравнению с продукцией, не содержащей янтарную кислоту.

Разработаны рецептуры на национальную мучную кондитерскую продукцию «Шифалы лэззэт» и «Шифалы лэззэт с Ветороном» с использованием комплексных пищевых добавок «Табиб» и «Веторон», применение которых позволило отнести данные изделия к обогащенной продукции за счет увеличения содержания минеральных веществ на 17,5 % и витаминов на 7,5 и 20 %, соответственно.

10. Разработана техническая документацию на обогащенную национальную мучную кондитерскую продукцию, проведена промышленная апробация и определена эффективность внедрения технологий.

Общий экономический эффект от внедрения обогащенной национальной мучной кондитерской продукции «Татлы тэш» на 1т готовой продукции составит - 3,653 тыс. руб.;

«Шифалы лэззэт» - 1,525 тыс. руб.;

«Шифалы лэззэт с Ветороном» - 1,232 тыс. руб. в ценах на 2013 год за счет снижения расхода фритюрного масла на 6-8 %.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации Отдельные издания 1. Мингалеева, З.Ш. Влияние антиоксидантов на клетки дрожжей: монография / З.Ш. Мингалеева, О.В. Старовойтова, О.А. Решетник. – Казань: КГТУ, 2010. – 264 с.

2. Мингалеева, З.Ш. Дрожжи и их использование в промышленности / З.Ш.

Мингалеева, С.В. Борисова, Решетник О.А. – Казань: Куратор, 2006. – 300 с.