Методы исследования

Экспериментальная часть

Экспериментальная часть работы выполнена на кафедре «Технологии хлебопродуктов» МГУП.

Объекты и методы исследования

Объекты исследования

Объектами исследования являются макаронные изделия изготовленные из нативного картофельного крахмала с добавлением модифицированных крахмалов кукурузного экструзионного крахмала (КЭК), крахмала холодного набухания (КХН), крахмала горячего набухания (КГН) и эфиров моно- и диглицеридов жирных кислот (добавка Е471).

Методы исследования

В научно-исследовательской работе нативный и модифицированные крахмалы анализировали по органолептическим показателям качества (внешний вид, цвет, запах) и физико-химическим показателям качества (массовая доля влаги).

Определение внешнего вида, цвета, запаха нативного и модифицированного крахмалов

Для определения внешнего вида и цвета часть средней пробы крахмала помещали на пластинку из бесцветного стекла размером 13 х 18 см. Поверхность крахмала покрывали второй пластинкой из такого же стекла размером 10 х 15 см. Прижимали пальцем верхнюю пластинку к нижний, добивались образования гладкой поверхности пробы крахмала и определяли внешний вид и цвет при рассеянном дневном свете. Для определения запаха в фарфоровую чашку взвешивали навеску крахмала массой 20 г, заливали тёплой водой при температуре 50 °С, перемешивали и оставляли в покое. По истечению 0,5 мин воду сливали и определяли запах сырого осадка.

Определения массовой доли влаги в нативном и модифицированных крахмалах методом ускоренного высушивания

В предварительно высушенную до постоянной массы и взвешенную бюксу взвешивали навеску крахмала массой 4 г. При достижения в сушильном шкафу температуры 130 °С открытую бюксу с навеской и крышку помещали в него и сушили в течении 40 мин. Началом сушки считали момент достижения вновь температуры 130 °С после внесения бюксы в шкаф. По истечении 40 мин бюксу закрывали крышкой, вынимали из шкафа и ставили в эксикатор на 30 мин для охлаждения, а затем взвешивали. Зафиксировав первое взвешивания, бюксу с навеской помещали в сушильный шкаф на 30 мин, охлаждали в эксикаторе и снова взвешивали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДР1-49 01 01 02 074. 067 Л РПЗ

Экспериментальная часть

Лит.

Листов

36

МГУП, ТРХ-091

Т. контр.

Тихонович Е.Ф Василевская, М.Н

Разраб.

Серко Д.С Полевикова Н.Г Полевикова

Провер.

Тихонович Е.Ф Василевская М.Н

Н. контр.

Тихонович Е.Ф Василевская, М.Н

Утверд.

Косцова И.С

Массовую долю влаги вычисляли по формуле

W=[(m₁-m₂)/(m₁-m)]·100, (3.1)

где m – масса бюксы, г;

m₁ –масса бюксы с крахмалом до высушивания, г;

m₂ – масса бюксы с крахмалом после высушивания, г.

За окончательный результат анализа принимали среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,2 %. /20/

Изготовление макаронных изделий

Приготовление макаронных изделий осуществляли на лабораторном шнековом макаронном прессе МП-1. Влажность теста составляла 38 %. Для приготовления теста использовали воду с температурой 20, 35, 70 ºС в зависимости от вида используемого модифицированного крахмала.

Необходимое количество воды на замес теста В, г, вычисляли по формуле

(3.2)

где Д – дозировка модифицированного крахмала, г;

Wт– влажность теста, %;

W_м – влажность муки, %;

W_д – влажность модифицированного крахмала, %;

М– дозировка крахмала, кг.

Перед замесом нативный и модифицированные крахмалы перемешивали путем просеивания через сито. В тестосмеситель макаронного пресса загружали необходимое количество смеси, добавляли расчетное количество воды. Температуру воды для замеса теста подбирали в зависимости от вида модифицированного крахмала, которая составляет для КХН 20 °С, КГН 70 °С, КЭК 35 °С, Продолжительность замеса составляла 10 мин. По истечении времени замеса осуществляли прессование макаронных изделий в виде лапши. Выпрессованные нити макаронного теста вручную разрезали на отрезки длиной 6,5 см.

Конвективная сушка макаронных изделий с применением СЭШ–3М

Рамки с сырыми макаронными изделиями массой 20 г, помещали в сушильные шкафы, предварительно нагретые до 40 °С, 50 °С, 60 °С.

Задавались влажностью, до которой будут высушиваться макаронные изделия, и рассчитывали массу изделий при этой влажности по формуле

G_и= G_н·(100-W_п)/(100-W_и), (3.3)

где G_н – масса навески сырых макаронных изделий, г;

W_п – массовая доля влаги сырых макаронных изделий по данным анализа на приборе ВЧ, %;

W_и – заданная влажность изделий, до которой будет проводиться высушивания (13,5), %.

После начала сушки через каждые 5 минут вынимали рамки со шкафов и взвешивали на весах с точностью до 0,01 г, после чего опять ставили в сушильный шкаф. Взвешивание повторяли до тех пор, пока масса каждого образца не достигнет расчётной. Для каждого отдельного образца рассчитывали соответствующее значение массовой доли влаги по формуле

W=[100·G-G_п'(100-W_п)]/G, (3.4)

где G – масса навески макаронных изделий при определённом взвешивании, г.

Затем рассчитывали среднее значение двух параллельных определений и строили график изменения относительной влажности макаронных изделий во времени. По построенной кривой сушки методом графического дифференцирования построили кривую скорости сушки: скорость сушки в данный момент времени определяли как тангенс угла наклона касательной, проведённой через точку кривой сушки.

Определение массовой доли влаги в макаронных изделиях экспресс методом

Состоит в высушивании сырых макаронных изделий на приборе ВЧ. Навеску продукта в количестве 5 г взвешивали в предварительно высушенный бумажный пакет на лабораторных весах с точностью до 0,01 г. Затем пакеты высушивали при температуре 160 °С в течение 5 мин. Влажность теста определяли по формуле

W_т=[(m₂-m₁)/(m₂-m₀)]·100, (3.5)

где m₂ – масса пакета с навеской до высушивания, г;

m₁ – масса пакета с навеской после высушивания, г;

m₀ – масса пустого пакета, г.

Вычисления проводили до второго десятичного знака с последующим округлением результата до первого десятичного знака. За окончательный результат определения массовой доли влаги принимали среднее арифметическое результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,2 %.

Процесс сушки макаронных изделий с применением сверхвысоко частотных токов

Для изучения процесса сушки с применением сверхвысоко частотных токов (СВЧ) в микроволновой печи брали навеску сырых макарон массой 30 г, тонким слоем раскладывали на предварительно взвешенную керамическую тарелку. Тарелку с макаронными изделиями помещали в микроволновую печь, с предварительно помещенным на неё хлебом массой 200 г. Высушивали макаронные изделия при различных режимах: 300 (1,3 Вт/г), 500 (2,2 Вт/г), 700 (3,0 Вт/г) Ватт. Периоды сушки макаронных изделий чередовались с периодами охлаждения. Во время каждого периода охлаждения массу хлеба заменяли новой порцией.

Конечную массовую долю влаги, до которой высушивали макаронные изделия определяли расчётным путём по формуле

G_и= (G_тн-G_т)·(100-w_п)/(100-w_и), (3.6)

где G_и–масса высушенных макаронных изделий заданной влажности, г;

G_тн– масса тарелки с навеской, г;

G_т– масса тарелки, г;

W_п– массовая доля влаги сырых макаронных изделий по данным анализа на приборе ВЧ, %;

W_п– заданная массовая доля влаги изделий, до которой будет проводиться высушивания (14,5), %.

Методы исследования показателей качества макаронных изделий

Сухие макаронные изделия анализировали по следующим показателям качества: органолептические (цвет, поверхность, излом, форма, вкус, запах), варочные свойства (количество сухого вещества, перешедшего в варочную воду; состояние изделий после варки и продолжительность варки до готовности), массовую долю влаги.

Определение цвета, поверхности, излома, формы, вкуса и запаха сухих макаронных изделий

Для определения цвета, состояния поверхности, формы среднюю пробу макаронных изделий помещали на гладкую поверхность, осторожно перемешивали и рассматривали. При определении излома 2–3 шт. макаронных изделий разламывали. Вкус определяли разжёвыванием одной, навески макаронных изделий массой 1 г, отобранной из средней пробы. Запах определяли из средний пробы отбирали 20 г макаронных изделий, размалывали их на лабораторной мельнице до полного прохода размолотых частиц через сито с диаметром отверстий 1 мм. Высыпали на чистую бумагу, согревали дыханием и исследовали на запах. Для усиления запаха размолотые макаронные изделия переносили в стакан, заливали водой температурой (60 ± 5) °С на 1…2 мин, после чего воду сливали и определяли запах испытуемого продукта. /21, 22, 23/

Определение продолжительности варки и состояния изделий после варки

Наливали 1 дм³ дистиллированной воды в варочный сосуд и доводили до кипения. Пробу для анализа, отобранную из лабораторной пробы макаронных изделий в количестве 50 г (с учетом целостности изделия), погружали в кипящую воду, фиксиравали время варки и варили, помешивая до повторного закипания воды.

После повторного закипания макаронные изделия варили в открытом сосуде при умеренном кипении, проверяя их готовность органолептически – изделия становятся прозрачными и мягкими при разжёвывании.

После варки макаронные изделия переносили на сито и давали стечь воде, затем выкладывали на тарелку и осматривали, определяя их состояние.

В данной работе навеска макаронных изделий была снижена до 12,5 г с соответствующим пересчётом количества воды для варки.

Определение сухого вещества, перешедшего в варочную воду, методом ускоренного высушивания

Из лабораторной пробы макаронных изделий отбирали пробу для анализа и варили в соответствии с методикой описанной выше.

Сваренные макаронные изделия переносили на сито, а варочную воду сливали в мерную колбу, охлаждали до температуры 20 °С, доводили дистиллированной водой до первоначального объёма и тщательно взбалтывали.

Из полученного раствора отбирали пипеткой по 50 см³ и переносили в чашки для выпаривания, предварительно высушенные и взвешенные. В данной работе из полученного раствора варочной воды отбирали пипеткой по 25 см³

Содержимое чашек выпаривали на водяной бане до исчезновения жидкости, а затем остаток высушивали в сушильном шкафу при температуре (130±5) °С в течение 30 мин. После этого чашки вынимали из сушильного шкафа, охлаждали в эксикаторе до полного остывания, но не более 2 ч, и взвешивали с точностью до 0,01 г.

Сухое вещество, перешедшее в варочную воду вычисляли по формуле

(3.7)

где m₁ – масса чашки для выпаривания, г;

m₂– масса чашки для выпаривания с сухим остатком, г;

V₁– общий объем раствора варочной воды, см³;

V₂ – объем раствора варочной воды, взятый для выпаривания,см³;

m – масса пробы сухих макаронных изделий, г;

W – массовая доля влаги, %.

За окончательный результат измерения принимали среднеарифметическое значение результатов двух определений.

Вычисление проводили с точностью до второго десятичного знака, результат округляли до первого десятичного знака. /21/

Измерение прочности макаронных изделий

Прочность сухих макаронных изделий измеряется на установке изображённой на рисунке 3.1.

1– макаронное изделие; 2 – шелковая нить; 3 – ведро; 4 – емкость для дроби;

5 – дробь; 6 – прибор для измерения прочности макаронных изделий

Рисунок 3.1– Установка для определения прочность макаронных изделий

Прочность измеряли путём равномерного повышения нагрузки на макаронное изделие, пока оно не сломается. Ломающую нагрузку определяли взвешиванием дроби на весах с точностью до 0,01 г.

Макаронные изделия помещали в прибор (позиция 6), между двумя металлическими накладками (позиция 1). К центру макаронного изделия привязывали шелковую нить (позиция 2), а с другого конца нить привязывали к середине ручки ведра (позиция 3). Дробь (позиция 5) с постоянной скоростью начинали ссыпать в ведро, до момента разлома макаронного изделия. Массу дроби взвешивали на весах с точностью до 0,01 г

Прочность макаронных изделий вычисляли по формуле

F=m·g, (3.8)

где m – масса дроби, кг;

g – ускорение свободного падения 9,81 м/с².

Определение активности воды на приборе Roremetr RM-10

Активность воды представляет собой отношение давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же температуре Метод основан на определении равновесной относительной влажности РОВ, которая связана с активностью воды а_w равенством

РОВ = 100·а_w. (3.9)

где а_w-активность воды

Сущность метода заключается в сравнении значений равновесной относительной влажности, следовательно, и активности воды, стандартных насыщенных растворов индивидуальных солей при постоянной определенной температуре со значениями равновесного содержания влаги продукта при той же температуре.

Активность воды в макаронных изделиях определяли на приборе Roremetr RM-10 следующим образом: измельченные макаронные изделия помещали в чашечку для образца, которую запечатывали напротив блока сенсора. Внутри блока сенсора находится вентилятор, сенсоры точки росы и температуры, а также инфракрасный термометр. Сенсор точки росы измеряет температуру точки росы воздуха, а инфракрасный термометр – температуру образца. По этим измерениям рассчитывается относительная влажность свободного пространства как отношение давления пара насыщения при температуре точки росы к давлению пара насыщения при температуре образца. Когда активность воды образца и относительная влажность воздуха находятся в равновесии, влажность свободного пространства будет равна активности воды образца, которое отображается на индикаторе прибора.