ГосНИИХП - главный научный центр России

Источник

Журнал "Хранение и переработка зерна"

4135

Государственный научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности является ведущим центром научного обеспечения хлебопекарной и макаронной отрасли промышленности Российской федерации, а в прошлом и республик СССР.

Организованный в 1932 году в первые годы становления промышленного хлебопечения в стране, институт в творческом сотрудничестве с коллективами многих ведущих организаций, вузов, предприятий и объединений промышленности разрабатывал прогрессивные технологии, оборудование, методы повышения качества продукции, ассортимент изделий и другие работы, которые легли в основу развития хлебопекарной промышленности России и Украины.

К 1990 году наша хлебопекарная промышленность занимала передовые позиции в мире по концентрации производства, уровню производительности труда (в 2 раза выше уровня зарубежных стран). По ассортименту и технологиям промышленное хлебопечение не имело равных в мире, бережно сохраняя многовековые традиции.

В 60-90-е годы ГОСНИИХП осуществлял координацию работ научно-исследовательских организаций и вузов, в области хлебопекарной, макаронной и дрожжевой промышленности. В едином координационном плане участвовали от 12 до 16 институтов, вузов и проектно-технологических бюро, в том числе КТИПП, Одесский технологический институт пищевой промышленности, УкрНИИпродмаш, Винницкий ПКТИ, Харьковский отдел ВНИИХП, опорные пункты института от Украины - Львовское объединение хлебопекарной промышленности, Киевский, Донецкий, Луганский тресты хлебопечения и др.

Сегодня, также как и на протяжении 70 лет, основные приоритеты научных исследований института направлены на решение проблем промышленности - улучшение качества продукции, создание ресурсосберегающих технологий, развитие ассортимента хлебобулочных изделий, в том числе диетического назначения, создание современных средств технического оснащения предприятий.

В условиях новых экономических отношений в стране, изменившейся структуры предприятий и спроса населения, необходимости улучшения качества жизни, а, следовательно, и здоровья, и т.д. концептуальные подходы к решению вышеуказанных проблем промышленности носят иной характер, опираясь как на созданное ранее, так и достижения в области гигиены питания, биохимии, микробиологии, физико-химии и др.

 

1. Создание новых ресурсосберегающих технологий

Так, системный анализ эффективности существующих технологий хлебобулочных изделий во взаимосвязи со структурой предприятий - в России более 10 тыс. пекарен, с 1-2-сменным режимом работы хлебозаводов, особенностями функционирования предприятий в зонах экологического неблагополучия, суровыми климатическими условиями и отдаленных районов, разнообразием ассортимента вырабатываемой продукции и другими факторами, в том числе переработки сырья (муки) с пониженными свойствами - показал необходимость разработки новых ресурсосберегающих технологий хлебобулочных изделий, в том числе;

- интенсивную "холодную" технологию - в основном для предприятий малой мощности (пекарен) с интенсивным замесом теста, применением дрожжей ферментно-активных (с высокой мальтазной активностью), использованием комплексных улучшителей целевого назначения; взаимодействие вышеуказанных элементов в процессе тестоприготовления обеспечивает производство пшеничного хлеба за 2,5-3 часа, улучшенного качества, с удлиненными сроками хранения;

- технологии хлеба из муки с пониженными свойствами (из зерна, поврежденного клопом-черепашкой, короткорвущейся клейковиной и др.), с выработкой хлеба стандартного и стабильного качества;

- технологии хлеба с удлиненными сроками хранения в упаковке (на основе разработанных ранее технологий хлеба для космонавтов) и др. с применением нового способа приготовления теста на охлажденном дрожжевом полуфабрикате, комплексных пищевых добавок, методов консервации и упаковки, снижающих черствение мякиша хлеба при хранении, повышающих его микробиологическую чистоту - предотвращение картофельной болезни и плесневения;

- технологии хлеба в зонах экологического неблагополучия, регионах с жарким климатом. Основным критерием эффективности этих технологий является повышение "устойчивости" их к воздействию, например, различных видов загрязнений (радиоактивных, химических, технологических и др.), а, следовательно, стабильное качество продукции, ее микробиологическую безопасность;

- технологии хлебобулочных изделий с замораживанием полуфабрикатов с учетом особенностей Российского хлебопечения;

- приоритетными являются технологии пшеничного хлеба на заквасках с направленным культивированием микроорганизмов, технологии XXI века. Технологии решают проблему повышения качества хлеба, пищевой и биологической ценности, микробиологической чистоты изделий, придания продукту пробиотических (лечебных) свойств.

К настоящему времени разработаны и используются в промышленности закваски: пропионовокислая, ацидофильная, витаминная, комплексная, дрожжевая, три технологии жидких дрожжей - по рациональной схеме, с улучшенными биотехнологическими свойствами, упрощенная дрожжевая закваска.

Одним из приоритетных направлений исследований является создание функциональных пищевых продуктов - диетических хлебобулочных изделий для профилактического и лечебного питания.

Истоки лечебного и профилактического питания восходят к глубокой древности. Ещё Гиппократ (460-377 гг. до н. э.) в трактате "О диете" писал, что количество пищи должно зависеть от конституции, возраста, времени года, погоды, местности и ряда других факторов.

В другом трактате "О диете при острых болезнях" он подчеркивал, что терапия различных болезней должна сводиться в основном к урегулированию диеты, поскольку пищевые вещества должны быть лечебными средствами, а лечебные средства - пищевыми веществами.

Для решения вопроса "оздоровления" ассортимента хлеба исследования проводятся по двум направлениям: 1. Разработка разнообразного ассортимента "здоровых" сортов для профилактического и диетического питания с функциональными пищевыми ингредиентами - пищевыми волокнами, витаминами, минеральными веществами, протеинами и их структурными компонентами, антиоксидантами и др.; 2. Моделирование рационального ассортимента хлебной продукции для конкретных регионов с учетом их климатических, демографических, экологических особенностей, дефицита тех или иных пищевых веществ в рационе питания.

Так, разработан ассортимент хлебобулочных изделий для профилактического питания:

- для населения зон экологического неблагополучия с различными видами загрязнений - индустриальными, химическими, радиоактивными и др. - с использованием радиопротекторных компонентов, детоксикантов, микрокристаллической целлюлозы, пектинсодержащих и кальцийсодержащих продуктов, витаминов, соевых продуктов и др. В регионах экологического неблагополучия вырабатывается до 40% (4,5 млн. тонн) от общего объема производства хлеба в России.

- с учетом профессионального состава населения, особенно лиц тяжелых профессий (шахтеров, металлургов и др.);

- для разных возрастных групп, в том числе детского питания;

- для лечебного питания. Хлебные изделия этой группы отличаются направленно измененным химическим составом, соответствующим потребностям больного организма, - например, с пониженным содержанием углеводов - при диабете, бессолевые изделия - при заболеваниях почек, сердечно-сосудистой системы, гипертонией и др.

Основными концептуальными положениями создания такого научно-обоснованного ассортимента изделий являются:

- оптимизация состава рецептур изделий, обеспечивающих наибольшее соответствие медико-биологическим требованиям к таким продуктам.

Например, в состав рецептуры изделий для шахтеров введены витамины (В1, В2, В6, РР), минеральные компоненты (Са), жировые продукты, как восполняющие потери организма при большой физической нагрузке. В то же время повышению усвояемости хлеба способствует и цвет мякиша, т.е. светлый, белый, как наиболее благоприятный в условиях работы под землей и т.д. Кстати разработка рецептур для шахтеров проводилась по инициативе медиков Донбасса - профессора Ванханена из Донецкого мединститута, что является примером успешного сотрудничества ГОСНИИХП и ученых Украины;.

- создание технологий применения различных пищевых ингредиентов.

Эта проблема включает два направления:

- создание технологий хлебобулочных изделий с пищевыми ингредиентами в дозировках от 3 до 20-30% к общей массе муки - отруби, различные зернопродукты, соевая мука и др.;

- разработку технологий с микронутриентами - витамины, минеральные вещества и др.

По первому направлению разрабатываются технологии, обеспечивающие улучшение качества продукции, потребительских свойств (объем, структура пористости и т.д.), в результате снижения отрицательного влияния пищевых ингредиентов (например, отрубей), несовместимых по своим функциональным свойствам с белково-углеводными компонентами муки, а также повышающих микробиологическую чистоту хлеба. С этой целью в технологиях предусматриваются в основном полуфабрикаты, в которых происходят биохимические преобразования этих пищевых ингредиентов с последующим положительным влиянием на свойства теста и качество изделий.

Так, в ГОСНИИХП разработаны:

- технологии хлеба с соевой мукой: на полуфабрикатах - набухающих, интенсифицирующих коллоидные процессы в соевой массе; ферментированных полуфабрикатах, обуславливающих гидролиз соевых белков;

- технологии хлебобулочных изделий с различными зернопродуктами - отруби, крупка пшеничная дробленая, мука ячменная, овсяная, кукурузная и др. Исследованиями установлено, что предварительное ферментирование отрубей в заквасках - молочнокислых, пропионовокислых, приводит к снижению микробиологической загрязненности (содержание споровых бактерий снизилось в 4 раза), улучшению качества хлеба за счет расщепления структурных компонентов отрубей до низкомолекулярных веществ, участвующих в биохимических и микробиологических процессах при тестоприготовлении, накоплению пробиотиков (МКБ, ПКБ) и обуславливающих пробиотические (лечебные) свойства готовых хлебобулочных изделий.

По второму направлению разрабатываются технологии, повышающие биоусвояемость микронутриентов, либо снижающие потери (разрушение), например, витаминов в процессе тестоприготовления. Так, разработаны:

- технологии, повышающие усвояемость кальция: на полуфабрикатах, содержащих молочную кислоту (молочная сыворотка, молочнокислая закваска), обеспечивающих переход неусвояемого кальция пищевого мела в вовлекаемый в обмен веществ лактат кальция;

- технологии применения витаминов В1, В2, РР путем введения их в полуфабрикаты определенного состава, например, содержащий молочную сыворотку, пшеничную муку, растительное масло. Каждый из компонентов такого полуфабриката имеет определенную функциональную роль. Применение такой технологии использования витаминов приводит к снижению уровня их потерь до 30% в процессе производства хлеба и улучшению качества продукции.

Для повышения биоусвояемости железа ранее ГОСНИИХП разработана для Узбекистана, где количество больных железодефицитной анемией, особенно среди детей, беременных женщин и т.п. достигает более 80%, технология применения препарата ферамида путем введения его в молочнокислые закваски, содержащие органические кислоты, аминокислоты, витамины (МКБ Lact. plantarum заквасок, например, синтезируют В6).

Для повышения биоусвояемости железа в рецептуру изделий вводятся либо витаминсодержащие продукты - пшеничная зародышевая мука или хлопья, либо витаминно-минеральные смеси. При этом потери витаминов в процессе производства снижаются на 30% по сравнению с синтезированными.

Перспективным направлением развития ассортимента функциональных хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности диетического назначения является использование натуральных пищевых обогатителей, обладающих большей устойчивостью к тепловой обработке по сравнению с очищенными препаратами. Эффективность данного направления была показана ещё в 70-80-е годы проф. КТИПП В.И. Дробот в работах по применению фруктово-ягодного и овощного сырья, различных видов молочной сыворотки и других натуральных пищевых обогатителей для изделий профилактического и лечебного назначения.

Новым направлением, развиваемым в России, является производство хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности на основе использования диспергированного целого зерна ржи и пшеницы.

Для выработки хлеба из целого диспергированного зерна пшеницы разработана технология, осуществленная на ряде хлебозаводов, по которой шелушенное зерно предварительно замачивают, а затем измельчают в диспергаторе до состояния тестообразной массы и далее используют на замес теста. Разработанные сорта из диспергированного зерна или с его добавлением рекомендуются для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения. На основе данного способа разработана технология хлебобулочных изделий из предварительно пророщенной (биоактивированой) пшеницы и ржи. Эта технология рекомендована для населения регионов с суровыми климатическими условиями и зон экологического неблагополучия.

К натуральным обогатителям хлеба относятся и закваски с направленным культивированием микроорганизмов. Так, пропионовые бактерии (Pr. shermani) в пропионовокислой закваске синтезируют витамины, в том числе В12 (против анемии), пропионовую кислоту и антибиотики, каротинсинтезирующие дрожжи, в витаминной закваске - бета-каротин, эргостериновые дрожжи в дрожжевой закваске - провитамин Д.

Создание новых видов заквасок с включением в состав микроорганизмов высокопродуктивных и развивающихся в мучных средах культур - бифидобактерий, лактобактерий, молочнокислых стрептококов и др. с высокими биосинтетическими и бактерицидными свойствами позволит усилить пробиотические (лечебные) свойства хлебобулочных изделий.

Большой объем исследований проводится в ГОСНИИХП по разработке методов, средств, технологий для повышения качества хлеба из сырья с пониженными свойствами.

Хлебопекарные предприятия России ежегодно перерабатывают значительные объемы муки с пониженными свойствами: пониженным содержанием клейковины, неудовлетворительным ее качеством - слабой или короткорвущейся клейковиной, пониженной или повышенной ферментативной активностью, с примесью зерна, поврежденного клопом-черепашкой, проросшего, морозобойного, высушенного при высокой температуре или выращенного в засушливых регионах, повышенной микробиологической загрязненностью и др.

В институте систематически проводятся исследования свойств хлебопекарного сырья, раньше в 50-80-е годы проводились также исследования качества зерна. В результате были разработаны для промышленности “Рекомендации по улучшению качества хлеба из муки с пониженными свойствами” (последнее издание 1991 год). Далее ежегодно эти рекомендации обновляются с введением новых методов и технологий. Так, промышленности были предложены “Рекомендации ГОСНИИХП по улучшению качества хлеба из пшеничной муки с пониженными свойствами из зерна урожая 2000-2002 гг., характеризующейся в основном короткорвущейся клейковиной и низкой газообразующей способностью, обусловленных жаркими климатическими условиями - высокой температурой воздуха до 450С, низкой относительной влажностью.

В институте накоплен банк данных по применению для улучшения качества хлебопекарной продукции, особенно из муки с пониженными свойствами, различных пищевых добавок - улучшителей окислительного действия, поверхностно-активных веществ, ферментных препаратов, минеральных солей, органических кислот и других добавок.

Следует отметить большой вклад в развитие этого направления украинских ученых - Е.И. Ведерникововй по применению ферментных препаратов a-амилазы, протеазы, глюкозооксидазы и др., Г.Ф. Козлова - проф. Одесского технологического института пищевой промышленности - улучшителей окислительно-восстановительного действия, проф. Исаака Марковича Ройтера, проф. В.И. Дробот - КТИПП и др.

В хлебопекарной промышленности в настоящее время широко используются комплексные смеси улучшителей, содержащие несколько добавок различной природы и принципа действия, обеспечивающие синергизм их действия в тестовой системе.

В состав современных комплексных улучшителей входят ферментные препараты (a-амилаза, протеаза, пентозаназа, глюкоамилаза, липаза, глюкозооксидаза и др.), улучшители окислительного действия (аскорбиновая кислота, пероксид кальция, окисленные крахмалы, за рубежом перекись бензоила, азодикарбонамид), ферментативно-активная (липоксигеназная) соевая мука, солод неферментированный, поверхностно-активные вещества (лецитин, фосфатиды, моно- и диглицериды жирных кислот, стеароиллактилат натрия, эфиры глицерина и диацетил винной и жирных кислот, эфиры сахарозы и жирных кислот и др.), минеральные соли (фосфаты, карбонаты, сульфаты кальция, аммония, ацетаты, пропионаты и др.).

Кроме этого, в комплексные улучшители вводятся стабилизаторы, свойств отдельных компонентов, наполнители, добавки-обогатители и т.д. - сухая клейковина, молочная сухая сыворотка, крахмал, сахар и др.

Кстати, впервые комплексные улучшители были получены в 80-е годы в ХОВНИИХП - т.н. мультэнзимные композиции - смеси ферментных препаратов и в ГОСНИИХП-УКХ.

Анализ проблем качества продукции в зависимости от ассортимента, свойств перерабатываемого сырья, структуры предприятий (хлебозавод, пекарня), технологии схем производства хлеба показал целесообразность применения в отечественном хлебопечении комплексных улучшителей по следующим направлениям:

- в технологиях хлеба из муки с пониженными свойствами; со слабой клейковиной, с короткорвущейся клейковиной, с примесью зерна, поврежденного клопом-черепашкой, проросшего, с пониженной или повышенной ферментативной активностью и др.;

- в интенсивной "холодной" технологии, где улучшители являются основным элементом и участвуют в формировании оптимальных реологических свойств теста и качества хлеба;

- при непрерывных способах тестоприготовления на крупных хлебозаводах, как наиболее “уязвимых” с точки зрения качества хлеба;

- для диетических изделий профилактического назначения с пищевыми ингредиентами, в дозировках от 3% и выше к массе муки - различные зернопродукты, отруби, соевая мука и т.д.;

- для технологий хлеба длительного хранения в упаковке с целью обеспечения микробиологической чистоты и снижения черствения мякиша хлеба и др;

- для технологий хлеба в условиях высоких температур (жаркого климата).

В институте получила развитие методология формирования композиционного состава комплексных улучшителей целевого назначения на основе влияния отдельных компонентов и их смесей на реологические (упруго-эластичные) свойства теста, газообразование и другие технологические показатели. Одновременно разработаны научные основы технологии смешивания компонентов различного функционального действия, включающие влияние компонентов смеси на их ферментативную активность и, соответственно, введение стабилизаторов в комплексную смесь.

Комплексные улучшители являются эффективным средством предотвращения картофельной болезни и плесневения хлеба.

Одним из основных компонентов разработанного научно-обоснованного состава такого комплексного улучшителя являются кислотосодержащие вещества, понижающие рН тестовой системы и ингибирующие активность споровых бактерий.

Практической реализацией научно обоснованных комплексных улучшителей целевого назначения является организация их производства в ГОСНИИХП.

Следует отметить и другие направления исследований института, имеющие большое значение для промышленности:

- Оценка технологических свойств сырья - дрожжей, жировых продуктов и др. и разработка требований к их качеству для целей хлебопечения;

- Экономические исследования, решения экологических проблем промышленности;

- Технологии и ассортимент макаронного производства;

- Конструирование хлебопекарного оборудования.

Таким образом, институт располагает большим потенциалом предложений для внедрения в промышленности Украины.

В.А. Патт, большой друг украинских хлебопеков, 20 лет проработавший заместителем директора по науке ВНИИХП в своих воспоминаниях (книга "Явление Хлеба" гл. "Киевские встречи") писал: "Пожалуй, одно отличает Киевские заводы от многих других хлебозаводов - желание не только осваивать всё новое, прогрессивное, но и во что бы то ни стало осваивать это новое, по-своему внося в операцию освоения живительный процесс творчества".

И последнее в назидание потомкам - "Наш хлеб - это жизнь, а мы звенья вечной, никогда не прекращающейся жизни, звенья великой цепи, именуемой человечеством. Сегодня мы создаем хлеб и пишем о хлебе, но завтра мы уйдем, и нашу цепь продолжат другие".

Поландова Р.Д., доктор технических наук,
заместитель директора ГосНИИХП по научной работе

Реклама

Вход