XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА БАЗИЛИКА НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЭТАПА БРОЖЕНИЯ ПРИ ВЫПЕЧКЕ БУЛОЧЕК

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Зырянова Ю.В. 1

---

1МОУ СОШ 12

Сикорская Ю.И. 1

---

1МОУ СОШ 12

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Ни для кого не секрет, что для приготовления качественной и ароматной выпечки в тесто добавляют дрожжи. Еще издревле люди использовали их для ферментации и изготовления хлеба. Сам этап брожения занимает большую часть общей длительности процесса приготовления и исчисляется часами.  Одна из целей ферментации — дать достаточно времени для ферментативной активности и гидратации, чтобы развить глютен в тесте.  Для того чтобы сократить период созревания теста можно использовать специальные добавки, повышающие подъёмную силу дрожжей. В роли таких добавок может выступать экстракт базилика.

Базилик – род однолетних и многолетних трав и кустарников семейства Яснотковые.  Название «базилик» происходит от латинского basilius, что означает «царское/королевское растение». Это травянистая культура с сильным пряным ароматом и немного вяжущим вкусом с горьковатым оттенком. У большинства сортов базилика зелёные листья, но есть и фиолетовые.

Растение обладает приятным запахом из-за, которые содержатся в надземной части растения. Содержание масла в различных его видах может доходить до 1,5—2 %. Химический состав базилика богат содержанием витаминов А, Р, С, В2, К; макро и микроэлементы (кальций, магний, калий, натрий, железо, марганец, цинк и др.); аминокислот; эфирных масел; рутина, фитонцидов, гликозидов и танинов. Благодаря составу, он оказывает положительное влияние на организм: повышает иммунитет; обладает противовирусным и бактерицидным действием.

Цель проекта: провести исследование влияния экстракта базилика на продолжительность технологического этапа брожения при выпечке булочек.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить научно – популярную литературу по теме проекта

2. Пронаблюдать за влиянием экстракта базилика на продолжительность брожения

3. Изготовить продукт (булочки) и исследовать показатели качества готового изделия.

Предмет исследования: влияние экстракта базилика на продолжительность этапа брожения при выпечке булочек.

Объект исследования: выпечка булочек с добавлением экстракта базилика.

В работе применялись следующие методы исследования:

• описательный,

• аналитический экспериментальный,

• наблюдение,

• сравнение,

• анализ.

Гипотеза: если добавить растительный экстракт базилика в дрожжевое молоко, то этап брожения сократится.

Тема исследования является актуальной, так как применение растительного экстракта базилика позволяет повлиять на длительность технологического цикла производства хлебобулочных изделий, что однозначно окажет воздействие на выход исходного продукта. Исследований по определению влияния базилика на данные свойства дрожжей ранее не проводилось.

Практическая значимость исследования заключается:

• в осуществлении научно-исследовательской деятельности по данной тематике;

• исследования позволят определить на сколько сократится период созревания теста с использованием растительного экстракта;

• предоставление информации позволит людям понять, что процесс брожения теста можно ускорить, при этом не испортив продукт;

Глава 1 Технология производства хлебобулочных изделий

1.1 Технологический цикл производства хлебобулочных изделий

Технологический цикл приготовления хлебобулочных и мучных кондитерских изделий включает в себя последовательность технологических операций и этапов, каждый из которых складывается из отдельных, последовательно выполняемых производственных операций и процессов.

Технологический цикл приготовления хлебобулочных изделий состоит из следующих основных этапов:

1) приема и хранения сырья;

2) подготовки сырья к пуску в производство;

3) приготовления теста;

4) разделки теста;

5) выпечки;

6) хранения выпеченных изделий и отправки их в торговую сеть.

Схема 1 Технологический цикл приготовления хлебобулочных изделий

Технологический цикл, представленный в виде схемы, дает представление о функционировании технологического процесса в целом.

Хлебобулочные изделия готовят опарным, безопарным способами, а также при помощи закваски.

Этап приемки и хранения сырья предполагает перемещение в складские помещения и емкости, а также последующее хранение всех видов сырья, основные из которых мука, вода, соль, дрожжи; дополнительные — сахар, жировые продукты, яйца, патока, изюм, молоко и продукты его переработки, нетрадиционное сырье.

Этап подготовки сырья включает операции по подготовке сырья к пуску в производство (смешивание, растворение, фильтрование, растопление).

Этап дозирования сырья — это операции по дозированию компонентов рецептуры соответствующими устройствами, которые отмеривают необходимые количества муки, воды, дрожжевой суспензии, раствор соли и сахар. При приготовлении теста с помощью заквасок на этом этапе готовят питательную смесь для концентрированной молочнокислой закваски (КМКЗ), которая предусматривает этап возобновления закваски с последующим брожением.

Этап замеса теста (опары) включает операции с перемешиванием компонентов рецептуры, замес теста (опары).

Этап брожения, происходящий после замеса теста (опары или закваски), осуществляется с целью получения теста с оптимальными органолептическими и реологическими свойствами, которые приобретаются в результате спиртового и молочнокислого брожения, вызываемого дрожжевыми клетками и молочнокислыми бактериями. Для улучшения свойств теста в процессе брожения его подвергают одной или нескольким обминкам.

При приготовлении теста опарным способом предусматривается этап дозирования сырья, необходимого для дальнейшего замеса теста.

После брожения теста наступает этап разделки теста, включающий операции с делением теста на куски, округлением кусков теста. В процессе разделки теста осуществляют этап формования заготовок теста.

Этап расстойки тестовых заготовок осуществляется в два этапа:

• предварительная расстойка тестовых заготовок с целью придания кускам теста свойств, оптимальных для формования;

• окончательная расстойка тестовых заготовок. Целью окончательной расстойки является приведение заготовки теста в состояние, оптимальное для выпекания по объему заготовки и содержанию в ней веществ, необходимых для получения качественных хлебобулочных изделий.

Этап выпечки включает операции надреза заготовок теста (для специальных изделий) и дальнейшего выпекания. Надрез заготовок осуществляется с целью придания изделиям специального вида согласно ГОСТу и исключения образования подрывов и трещин на поверхности корки при выпекании. Выпекание заготовок из теста осуществляется в хлебопекарных печах с целью превращения заготовки в хлебобулочное изделие.

Этап охлаждения хлебобулочных изделий осуществляют в отделении для остывания, где создаются специальные условия. Хлеб и хлебобулочные изделия помещаются для остывания на лотки. Лаваш армянский тонкий для остывания хранят в подвешенном состоянии по одной штуке.

Этап упаковки предполагает упаковку хлебных изделий в различные виды мягкой тары (целлофан, полиэтиленовую, полипропиленовую, термоусадочную и другую синтетическую пленку).

Этап укладки предполагает укладку хлебобулочных изделий в чистые деревянные лотки (изделия с дефектами отбраковывают).

Этап хранения хлебобулочных изделий осуществляется в остывочном отделении предприятия.

Этап отправки на реализацию в торговую сеть хлебобулочных изделий осуществляется в специальных контейнерах, которые потом загружают в автомашину.

Технологический цикл приготовления основных выпеченных полуфабрикатов состоит в приготовлении теста, его формовании, выпечки и выстаивании или охлаждении.

1.2 Биологически активные добавки – активаторы дрожжей

Использование биологически активных добавок (БАД) для активации дрожжей в комбинированных способах интенсификации процесса брожения обусловлено дополнительным введением БАВ (витамины, минеральные вещества, пектины), повышающих жизнедеятельность бродильной микрофлоры; органических кислот, пептизирующих белок и, следовательно, улучшающих качество теста.

Биологически активные вещества, содержащиеся в БАД, могут также самостоятельно ускорять процесс созревания теста, улучшать качество готовых изделий, удлинять сроки хранения хлеба. Наиболее перспективным направлением интенсификации процесса брожения является воздействие на дрожжевые клетки добавок белоксодержащего и витаминно-углеводного сырья; биохимического производства; комбинированных улучшителей, добавок многофункционального действия и т. д.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом разработаны новые технологии приготовления дрожжевого теста, основанные на использовании различных биологических добавок, влияющих на протекание процесса брожения и расстойки. Это обусловлено внедрением безотходных технологий, комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и получением новых пищевых продуктов, содержащих биологически активные вещества. Они могут применяться как для повышения пищевой ценности хлеба, так и для интенсификации технологического процесса его изготовления.

Значительный интерес также представляет проведение активации дрожжей в безмучной среде.

С. Я. Корячкина, А. И. Никашова и С. Н. Метель в качестве активатора дрожжевой клетки при производстве теста использовали размолотые семена томатов, томатного соуса, содержащих а-амилолитический ферментный комплекс.

Более простой способ активации дрожжей заключается в использовании мучной заварки, осахаренной солодом, с примесью проросшего зерна, ферментными препаратами.

Определенный интерес представляет комплексное использование ферментных препаратов, ПАВ и эмульсии на растительном масле с овощами для активации дрожжей, позволяющее улучшить качество сдобных булочных изделий.

Учеными Московского университета пищевых производств разработан способ активации дрожжей, включающий приготовление питательной среды из муки, воды и мучного ферментативного гидролизата. При использовании этого способа сокращается длительность процесса активации до 30—60 мин и расход муки на эти цели.

Приготовление заварок всеми перечисленными выше способами способствует накоплению в питательной среде сахаров, для чего и используют солод, ферментные препараты.

Для нормальной жизнедеятельности дрожжей немаловажное значение имеют различные минеральные соли. Велика роль в питании дрожжей макроэлементов — калия, натрия, фосфора, магния, кальция и микроэлементов — железа, кобальта, никеля, цинка, молибдена, кремния, алюминия, бора.

Использование указанного комплекса минеральных солей не только позволяет улучшить качество хлеба, но и дает возможность сократить процесс брожения до 1,5-2,0 ч за счет интенсивности размножения дрожжевых клеток.

1.3 Влияние растительных экстрактов на технологические характеристики хлебобулочных изделий.

По оценкам специалистов, около 85 % пищевых производств, так или иначе, связаны с использованием микробиологических процессов. Совершенствование этих производств осуществлялись на протяжении тысячелетий.

Брожение – это процесс распада углеводов, вызываемый микроорганизмами. Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности – бактерии, дрожжи (дрожжевое молоко) и плесени. Дрожжи и дрожжевое молоко – основные движущие силы процесса брожения. Они широко применяются в качестве брожения при производстве спирта и пива, в виноделии, при производстве хлебного кваса, а также в хлебопечении для разрыхления теста и в составе кефирного грибка – для производства кефира, кумыса и айрана.

Большую роль в результативности биотехнологических процессов, происходящих во время брожения, играют качество и активность используемых дрожжей, которые характеризуются различной бродильной активностью. Для введения дрожжевого молока в производственный цикл необходимо их активировать, т.е. запустить в них основные физиологические процессы для увеличения биомассы.

Базилик – ароматная пряность, однолетнее травянистое растение, представляет собой полукустарник высотой до 80 сантиметров. У него сильноразветвленный стержневой корень и прямостоячий, ветвистый стебель, со временем одревесневающий в нижней части вместе с ветвями первого порядка. Листья базилика короткочерешковые, достигают в длину 3 сантиметров, они 6 супротивные, эллиптические или яйцевидные, цельнокрайние или неяснозубчатые. Цветки базилика зигоморфные, трубчатые, на коротких цветоножках, лепестки окрашены в белый или розовый цвет. Они собраны в ложные мутовки по 6-10 штук и образуют на верхушке растения кистевидные соцветия до 35 сантиметров в длину. Формула цветка базилика - ↑Ч(5)Л3+2Т2+2П1. Плод растения – 4 голых, черных, трехгранных орешка, заключенных в остающуюся чашечку.

Базилик содержит до 1,5% эфирного масла, 6% дубильных веществ, гликозиды и кислый сапонин. Сильный приятный запах обусловлен наличием в надземной части его эфирного масла сложного состава, содержание которого в различных видах колеблется от 0,2% до 1,5%. Оно включает компоненты: метилхавинол, цинеол, линалоол, камфору, оцимен, дубильные вещества, кислый сапонин. Кроме того, он содержит витамин С, В2, РР, провитамин А, сахар, каротин, фитонциды, Р-рутин.

Водные экстракты – это концентрированные препараты жидкой консистенции, которые обычно получают из высушенного растительного сырья. Использование водных экстрактов различных растений для активации дрожжей встречается в различных исследованиях. Например, в исследованиях Е.В. Евдокимовой и др. была изучена эффективность использования экстрактов лимонника китайского в производстве хлебопекарных дрожжей и получено, что использование данного экстракта целесообразно для ускорения роста дрожжей [2]. Имеются исследования относительно использования экстракта лимонника китайского для активации пивных дрожжей [4], экстракта рододендрона Адамса на бродильную активность дрожжей [7], экстракта родиолы розовой [6] и также обнаружены положительные результаты.

В исследовании А. А. Новоселовой и др. рассматривалась возможность использования растительных биоорганических комплексов для активации 7 пивных дрожжей и выяснилось, что биоорганический комплекс биомассы иван-чая и коры осины характеризуется высоким содержанием биологически активных веществ и может использоваться для активации дрожжей Saccharomyces cerevisiae [5]. Подобное исследование также проводилось другими учеными для изучения влияния биомассы коры осины на технологические свойства пивных дрожжей, были получены схожие результаты [1].

Глава II Экспериментальная часть

2.1 Определение подъемной силы дрожжей

Определение подъемной силы проводилось согласно ГОСТ Р 54845-2011 «Дрожжи хлебопекарные сухие. Технические условия» [Приложение 4] по ускоренному методу, который заключается в следующем:

От средней пробы отбирают и взвешивают 1,86 г дрожжей, переносят в фарфоровую чашку, приливают 28,8 мл приготовленного 10% раствора поваренной соли, нагретого до 35° C и тщательно перемешивают шпателем или пестиком. К полученному раствору добавляют 42 г муки, замешивают тесто и делят его на шесть равных шариков. Шарики опускают в 3 стакана с водой и раствором базилика, нагретых до температуры 35° C и помещают на водяную баню с той же температурой.

Для расчёта подъёмной силы теста используют метод всплывания шарика. Под подъёмной силой условно понимают промежуток времени в минутах с момента опускания в воду, до момента всплывания шариков теста.

Подъёмная сила дрожжей рассчитывается по формуле: ПС = 3,5*t(мин.), где ПС – подъёмная сила дрожжей, t – время, за которое всплывёт шарик (в минутах). Согласно ГОСТ 548445-2011, ПС должна быть не более 70 мин.

Оборудование: дрожжи(сухие), 10% раствор поваренной соли, мука (пшеничная), вода, раствор базилика, фарфоровая чашка, шпатель, водяная баня, термометр, электронные весы.

Этапы приготовления:

1. Подготовка приборов и материалов. [Приложение 1, рис. 1]

2. Взвесили 2 грамма сухих дрожжей и перенесли в фарфоровую чашку. Приготовили 10% раствор поваренной соли, нагретого до 35° C. [Приложение 1, рис. 2, рис. 3]

3. Смешали 2 г сухих дрожжей и 29 мл раствора поваренной соли. [Приложение 1, рис. 4]

4. К полученной смеси добавили 42 г муки и изготовили шесть шариков из полученного теста. [Приложение 1, рис. 5]

5. Приготовили водный раствор экстракта базилика. [Приложение 2, рис. 6]

6. В три стакана с водой и водным раствором экстракта базилика, нагретых до температуры 35°C погрузили шарики из теста и поставили на паровую баню, поддерживая температуру 35°C. [Приложение 2, рис. 7]

Результаты исследования:

Исходя из результатов расчетов, можно сделать вывод, что гипотеза подтвердилась, и если добавить растительный экстракт базилика в дрожжевое молоко, то этап брожения сократится за счет большей подъемной силы экстракта (т.к. согласно данным схемы подъемная сила увеличилась в образце с экстрактом базилика на 12,2%). [Приложение 2, рис. 8]

Рис. 1 Определение подъёмной силы дрожжей

2.2 Выпечка булочек с использованием водного экстракта базилика

Этапы приготовления дрожжевого молока:

1. Приготовление дрожжевого молока с использованием воды.

2. Приготовление дрожжевого молока с использованием экстракта базилика.

3. Настаивание образцов дрожжевого молока при температуре 35°С для активации дрожжей.

4. Приготовление теста с использованием обоих образцов.

Рецептура образцов представлена в таблице 2.

Таблица 2. Рецептура образцов булочек с использованием дрожжевого молока

Этапы приготовления теста:

1. Смешали сахар, дрожжевое молоко, и молоко.

2. Оставили тесто настаиваться 10 минут.

3. Добавили муку, растительное масло и соль.

4. Замесили тесто.

5. Расстойка теста с использованием дрожжевого молока на воде заняла 52 минуты, на экстракте базилика – 37 минут. Моментом окончания расстойки считалось увеличение тестовых заготовок в несколько раза. [Приложение 3] (Рис 9)

6. Формирование булочек.

7. Выпечка булочек – производилась в бытовом газовом духовом шкафу при 220°С в течение 25 минут.

8. Органолептический анализ. В ходе органолептического анализа с участием 12 экспертов органолептические показатели качества определяли согласно ГОСТ 5667-65 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий». В ходе определения формы, поверхности и цвета значимых различий не установлено. Сокращение периода расстойки не оказало отрицательного влияния на пористость изделий и целостность их поверхности после выпечки. При определении вкуса и аромата было определено, что булочки с экстрактом базилика имели приятный запах и привкус трав. [Приложение 3] (Рис. 10; Рис. 11)

Результаты

Таким образом, в результате проведенного нами исследования после выпечки образцов булочек установлено, что продолжительность расстойки теста, приготовленного с использование дрожжевого молока с экстрактом базилика, составила 37 минут, что на 30% меньше, чем у булочек, приготовленных по традиционной технологии. В ходе определения формы, поверхности и цвета значимых различий не установлено.

При определении вкуса и аромата было определено, что булочки с экстрактом базилика имели приятный запах и привкус трав, то есть, добавление дрожжевого молока на растительном экстракте базилика не имеет отрицательного влияния на качества готовой выпечки.

Выводы

В ходе проведенного исследования нами устанавливалось влияние водного экстракта базилика на подъемную силу хлебопекарных дрожжей и
органолептические показатели готового продукта (булочек).

В результате работы установлено, что продолжительность расстойки теста, приготовленного с использование дрожжевого молока с экстрактом базилика, составила 37 минут, что на 30% меньше, чем у булочек, приготовленных по традиционной технологии. При этом органолептические показатели булочек не ухудшились.

Таким образом, выдвинутая в начале исследования гипотеза относительно влияния экстракта базилика на активность дрожжевых клеток полностью подтвердилась. Цикл производства булочек сократился на 15 минут.

Готовые булочки с экстрактом базилика имели приятный запах и привкус трав, то есть сокращение этапа брожения не оказало негативного влияния на качество продукта. Однозначно, мы рекомендуем использовать водный экстракт базилика для сокращения длительности технологического цикла производства хлебобулочных изделий.

Список литературы

1. Войцеховская А.А. и др. О возможности применения биологически активных веществ коры осины в пивоварении // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 2018. С.148-152

2. Евдокимова Е.В. и др. Эффективность использования экстрактов лимонника китайского в производстве хлебопекарных дрожжей // Леса России и хозяйство в них, 2015. С.33-35

3. Мингажева JI.K. Исследование влияния водного экстракта коры осины на активность ферментов // Высокие технологии в современной науке и технике: сборник научных трудов в 2-х томах. Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2013. С. 89-91.

4. Немытова Н.А. и др. Использование экстрактов лимонника китайского для активации пивных семенных дрожжей // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. X всерос. науч.-техн. конф. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2014. Ч. 2. С.276-278

5. Новоселова А.А и др. О возможности использования растительных биоорганических комплексов для активации пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Леса России и хозяйство в них, 2015. С.50-52

6. Рявкина Н.Г., Панова Т. М., Исследование процессов обработки пивных семенных дрожжей// Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. IX всерос. науч.-техн. конф. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2013. Ч. 2. 404 с

7. Тухватуллина А. И. и др. Стимулирование бродильной активности дрожжей с использованием экстракта Rhododendron adamsii // Вестник Казанского технологического университета, 2017. С.180-182

Приложения

Приложение 1

Рис.1 Рис. 2

Рис. 3 Рис. 4

Приложение 2

Рис. 5 Рис. 6

Рис. 7 Рис. 8

Приложение 3

Рис. 9

Рис. 10: готовые булочки Рис. 11: готовые булочки

с дрожжевым молоком с дрожжевым молоком с водой

с экстрактом базилика

Приложение 4