Повышение микробиологической безопасности хлебобулочных изделий воздействием СВЧ поля

В условиях экономического роста пищевой промышленности многие негативные процессы, сложившиеся на начальном этапе и приведшие к спаду производства продукции сельского хозяйства, сохраняются и сейчас. Ухудшение фитосанитарного состояния сельскохозяйственных площадей приводит к среднегодовым потерям зерна до 30 %. Этот показатель сильно зависит от погодных условий.

Применение в растениеводстве пестицидов способствует приспособлению и выживаемости микроорганизмов, расширению их адаптивных свойств. Наблюдается тенденция к нарастанию численности и распространению большинства микроорганизмов зерновых культур в послеуборочный период. Микрофлора вызывает явные и скрытые потери зерна. Особенно опасны микроскопические грибы и выделяемые ими микотоксины, которые влияют на качество зерна, продуктов его переработки и хлеба. Также большую опасность для муки и хлебобулочных изделий представляют спорообразующие бактерии, вызывающие картофельную болезнь хлеба.

Контроль микрофлоры зерна

Образовавшаяся обстановка устанавливает потребность большего пристального интереса к телесным и биологическим способам влияния на микрофлору зерна. Не считая такого, для секторов экономики пищевой и перерабатывающей индустрии важны эти способы, которые в одном ряду с действенным обезвреживанием токсикогенных микробов обеспечат сбережение аналогичных технологических качеств белково-протеиназного и углеводно- амилазного комплексов зерна и товаров его переработки, улучшат физико-химические характеристики продукции и обеспечат микробиологическую защищенность хлеба.

Потребность в разработке передовых технологий превентивного воздействия привела к необходимости сотворения действенного физиологического (электротермическое влияние энергией СВЧ-поля) способа обработки. Инноваторским методикой борьбы с микроорганизмами считается способ электротермического влияния энергией СВЧ-поля. Это комбинированный способ, в котором смешивается влияние 2-ух полей — электрического и термического. Данный способ неопасен и технологичен.

Электротермический способ СВЧ-воздействия

Появления, наблюдаемые при воздействии СВЧ-энергии на живые ткани, имеют в термическую природу. Электротермический способ СВЧ-воздействия владеет надлежащими превосходством по сравнению с простым температурным нагревом: тепловая безынерционность;

• высокий КПД  преобразования электронной энергии в термическую (90 %);
• вероятность избирательного, равномерного, быстрого нагрева;
• экологическая чистота нагрева;
• фунгицидное и антибактериальное воздействие.

Эти особенности дают возможность отнести способ к новому облику энергосберегающей электротехнологии. Электротермическую обработку энергией СВЧ-поля целенаправленно кооперировать с общепринятыми в технологии способами на стадии стабилизации влаги по нескольким основаниям:

• сырье очищено от большинства примесей (пыли, сечки, дробленого зерна), собственно что хорошо воздействует на эффективность обеззараживания;
• сырье полностью обработано водой и находится в стадии стабилизации и отволаживания, имея нужную для данной обработки влажность 15,5…16,5 %;
• вероятность совмещения процессов отволаживания и электротермической обработки зерна энергией СВЧ-поля;
• предприятию не потребуется значимых дополнительных вещественных расходов на переоснащение технологической части.

Тест имеющихся данных зарекомендовал целесообразность применения электротермического воздействия энергией СВЧ-поля для обеззараживания зерна, прошедшего рубежи первичной и вторичной чистки, гидротермической обработки и находящегося на стадии стабилизации влаги.

Способы СВЧ электротермического обезвреживания микробов

Внедрение способов электротермического обезвреживания микробов должно войти в разрабатываемую всеохватывающую систему подготовки продовольственного и фуражного зерна к переработке. Установлено, что имеющая технологическая система подготовки зерна к помолу не понижает зараженности зерна и товаров его переработки. В итоге контаминация микроорганизмами становится выше допускаемых пределов.

Показано, что электротермическое воздействие энергией СВЧ-поля целенаправленно совмещать с отволаживанием в бункере перед подачей зерна на первую систему, поскольку зерно на данном этапе содержит влажность 15,5…16,5 %.

В помольных партиях зерна преобладающее распространение имеют гельминтоспориозно-альтернариозно-фузариозные группы инфекций. Тест образцов, отобранных от разных помольных партий, демонстрирует, что сырье везде заражено грибами и микробами. При электротермическом воздействии энергией СВЧ-поля денатурация белка в зависимости от влаги зерна, интенсивности нагрева, температуры, продолжительности влияния содержит различный уровень.

Объединение способов гидротермической обработки и электротермического обеззараживания с учетом энергии СВЧ-поля

В зависимости от изменений, вызванных электротермическим воздействием энергией СВЧ-поля, в зерне и муке возможно определить 3 стадии высококачественных переменных клейковины. Регулируя показатель ИДК зерна методом воздействия энергией СВЧ-поля, возможно вырабатывать муку с определенными технологическими качествами. Объединение способов гидротермической обработки и электротермического обеззараживания с учетом энергии СВЧ-поля, начального свойства зерна и состояния его клейковины разрешает дифференцированно применить режимы обработки.

При исследовании влияния режимов электротермического обеззараживания зерна пшеницы на углеводно-амилазный комплекс во всех вариантах не наблюдалось значимых перемен этого показателя. На устройстве фаринограф изучалось влияние обработки зерна энергией СВЧ-поля на физические качества муки и теста. Этот устройство регистрирует перемену динамики поведения теста относительно влияния лопастей тестомесилки. Проверялись параметры его образования, стойкости и разжижения, водопоглотительная способность муки.

Водопоглотительная дееспособность (ВПС) влияет на весь технологический процесс хлебопечения. Наращивание водопоглощения приводит к наилучшей желатинизации крахмала, наибольшему поднятию тестовых заготовок при выпечке, улучшению состояния мякиша.

Высокая ВПС наращивает выход продукции. В то же время излишнее водопоглощение понижает взаимодействие меж протеинами и крахмалом. В ходе опыта установлено, что электротермическое влияние энергией СВЧ-поля при экспозиции 30…60 с и скорости нагрева 0,6…0,8 °С/с наращивает время образования теста в 5…7 раз, стабильность теста — на 2…3 %, продляет время размягчения теста на 3 %, но не оказывает воздействия на водопоглотительную дееспособность. В совокупности совершенствование данных характеристик повышает балловую оценку муки, т. е. смысл показателя «силы муки», в 3…4 раза.

Работа с режимами нагрева СВЧ полем

Строгие режимы (экспозиция 90 с, скорость нагрева 0,8 °С/с) приводят к деградации клейковины, понижают время образования теста на 20 %, стабильность теста на 1 %, ВПС понижается на 0,5 %, а стабильность теста возрастает в 3…3,5 раза. Это связано с денатурацией ферментов муки. «Сила муки» понижается на 35…38 %.

Слабые режимы снижают ВПС на 2,5 %, время образования теста — на 40 %, стабильность — на 3…5 %, время размягчения сокращается в 2…2,5 раза. При этом «сила муки» понижается на 30 %.

Преобладающими компонентами зерна и муки считаются углеводы. В следствие этого необходимым было установить воздействие энергии СВЧ-поля на сахаробразующую дееспособность муки и энергичность амилолитических ферментов, от которых зависит качество хлеба. Амилолитическую энергичность муки, обработанной энергией СВЧ-поля, определяли амилографическим способом на устройстве амилограф.

Тест итогов опытных исследований демонстрирует, что строгие режимы (τ = 90 с, ∇ = 0,8 °С/с) не воздействуют на качества крахмала, на начало клейстеризации. Температура клейстеризации остается без модификации, но максимум клейстеризации увеличи- вается в 2…2,5 раза, что понижает хлебопекарные качества муки.

Средние режимы параметров (экспозиция τ = 60 с, скорость нагрева ∇ = 0,6 °С/с) не вызывают модификации характеристик начала, максимума и температуры клейстеризации. Мягкие режимы (τ = 30 с, ∇ = 0,4 °С/с) не ускоряют начало клейстеризации и не увеличивают температуру клейстеризации, клейстеризация понижается на 7…20 %.

Электротермическое воздействие энергии СВЧ-поля на качество теста

Воздействие энергии СВЧ-поля на белково-протеиназный комплекс муки и реологические свойства (соотношение упругих и пластичных свойств) теста определяли альвеографическим способом. В итоге анализа реологических качеств установлено воздействие электротермического воздействия энергией СВЧ-поля на упругие и пластичные качества теста.

При обработке в жестких режимах (τ = 90 с, ∇ = 0,8 °С/с) растяжимость теста понизилась в 3…3,5 раза, деструкция теста — в 2 раза, упругость теста сведена к нулю. Установлено, что обработка муки в указанных режимах недопустима, потому что понижает хлебопекарные качества в 3 раза.

Обработка в режимах (τ = 30…60 с, ∇ = 0,4…0,6 °С/с) не повлияла на реологические качества теста. В то же время установлено, что в итоге электротермического влияния энергией СВЧ-поля в средних режимах возрастают характеристики газообразования и газоудержания. Размер сложившегося газа возрос на 3…5 %, показатель удержания газа возрос на 5…7 %, коэффициент газоудержания увеличился на 3…5 %. Найдено, что влияние энергией СВЧ- поля при соблюдении режимных характеристик и температуры нагрева приводит к понижению кислотности получаемой муки.

Для наглядности в эксперименте было применено зерно пшеницы с титруемой кислотностью 5 град. Режимы обработки: экспозиция τ = 120…180 с, скорость нагрева ∇ = 0,24…0,4 °С/с. Во всех вариантах обработки энергией СВЧ-поля кислотность уменьшалась в 1,5…2 раза. Пробная выпечка хлеба, моделирующая закономерный процесс, считается одним из наиглавнейших способов изучения, потому что только в процессе выработки хлеба выявляется роль отдельных физико-химических характеристик зерна и муки.

Электротермическое влияние энергии СВЧ-поля на характеристики качества и микробиологическую защищенность хлебобулочных изделий

Способ пробной выпечки обнаружил в производственных критериях воздействие электротермического влияния энергии СВЧ-поля на характеристики качества и микробиологическую защищенность хлебобулочных изделий. Изучения воздействия электротермического влияния энергией СВЧ-поля на хлебопекарные качества муки и качество хлеба проводили при различных методиках тестоприготовления (опарной, безопарной и ускоренной «холодной» технологии).

Установлено, что строгие режимы электротепловой обработки зерна (скорость нагрева 0,8 °С/с и экспозиции 90 с) приводили к уменьшению размера хлеба, выходу в свет белой корки, об- разованию непроницаемого неэластичного мякиша со слаборазвитой пористостью. В ходе технологического процесса возрастает длительность окончательной расстойки. Пористость хлеба снижается на 2 % по отношению к контрольному эталону.

Мыгкие и средние режимы обработки (скорость нагрева 0,4…0,6 °С/с и экспозиция 30…60 с) приводили к продукции, по качеству не отличающейся от контроля. Хлеб имел сухой эластичный мякиш, с тонкостенной развитой пористостью. Показатели размера и пористости исследуемых образцов были выше, чем у контрольных. Изучения по микробиологическим показателям зарекомендовали, что обработка муки энергией СВЧ-поля понижает численность безладица микробов, вызывающих картофельную болезнь хлеба, до неопасных границ.

Симптомы картофельной болезни хлеба появлялись на 3…5 суток позже, чем в контрольных образцах. Обработка зерна и муки энергией СВЧ-поля при скорости нагрева 0,4…0,6 °С/с и экспозиции 30…60 с предохраняет и улучшает физические качества зерна и муки, реологические характеристики теста и увеличивает качество и микробиологическую защищенность хлебобулочных изделий.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании