Технологическая схема ржано-пшеничного хлеба

     РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНИЙ ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1. Характеристика та асортимент житнього хліба

     З давніх часів хлібом називають зерно  злакових. У більш вузькому розумінні хлібом називають різноманітні вироби, випечені з подрібненого  зерна (борошна), тобто хлібні вироби. Вони відрізняються сортом борошна, з якого виготовлені, рецептурою, смаковими якостями, формою, вагою, оздобленням верхньої скоринки тощо.

     Хліб  – це вироби з житнього, пшеничного борошна різних сортів, а також  їх суміші масою більше 500 г. Хліб із житнього, пшеничного борошна, а також  їх суміші випікають простих і  поліпшених видів. Прості види хліба  виготовлюють лише з борошна, дріжджів, солі та води (хліб український новий). До складу поліпшених різновидностей хліба додатково можуть входити  патока, борошняна заварка, цукор, іноді  жир, кмин, коріандр, аніс (хліб гірчичний).

     Хліб  житній випікають з обойного, обдирного і сіяного борошна. Як домішки при виробництві певних видів хліба до основного сорту борошна можуть додаватись кукурудзяне, вівсяне, ячмінне борошно, а також борошно бобових – соєве, горохове, люпинове.

     Простий житній хліб з обойного борошна випікають формовим і череневим. Він має вологість 46 – 53 %, кислотність - 13°, пористість 44% (не менше). Це найнижча пористість серед хлібних виробів.

     Хліб  з житнього обдирного борошна випускають під назвою «Козацький». У його склад входять окрім основної сировини пюре картопляне, тмин або коріандр.

     Хліб  з житнього сіяного борошна  виробляють ваговим або штучним масою більше 0,5 кг.

       Хліб «Придніпровський» виготовляють із суміші борошна житнього обдирного і житнього сіяного у вигляді формового і череневого масою більше 0,5 кг. Вологість його 48— 50%, кислотність 9—10°, пористість не менше 54— 55%. Колір від світло - до темно-коричневого.

     Хліб  «Галицький»  заварний готують із суміші житнього сіяного борошна і житнього обдирного з додаванням солоду і тмину, а покращенні сорти хліба готують на заварках.

     Хліб  «Заварний» готують на заварках з добавкою солоду, цукру, прянощів — тмину, коріандру. «Заварний» і «Бородінський» хліби випікають з обойного борошна з додаванням житнього червоного солоду і тмину. Колір «Бородінського» темніше «Заварного» і має більш виражений смак і аромат. «Бородінський» випікають тільки у формах. Житній хліб готують із борошна обдирного з додаванням патоки. Вологість покращених сортів житнього хліба 50—51%, кислотність до 10°.

     На  жаль, в наш час асортимент житнього хліба дуже малий. В той час, як дієтологи вказують, що житній хліб вміщує багато кальцію, заліза, мінеральних  солей, білку та вітамінів і особливо корисний в зонах підвищеної радіації.

     Середній  врожай жита для України в виробничих посівах складає біля 27 ц/га, в  той час як на  селекційних  ділянках досягає 50-60 ц/га.

     Дотепер в господарських посівах в  основному використовуються звичайні (диплоїдні) сорти жита. Але для  інтенсивних технологій вирощування  більш придатними є сорти тетраплоїдного жита. Тетраплоїди відрізняються  від звичайних диплоїдів збільшеною в два рази кількістю хромосом (носіїв спадкової інформації), що призводить до збільшення розмірів всіх органів  рослини (стебла, листя, колосу, зернівки) і різко збільшує їхню врожайність. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.2. Особливості хімічного  складу, харчової  та біологічної  цінності житнього  хліба.

     Хімічний  склад хліба залежить в основному  від сорту борошна, з якого  він виготовлений, й рецептури.

     Основною  складовою хліба є вуглеводи. Їх вміст складає у хлібі житньому з обойного борошна 40 %. Це крохмаль і продукти його гідролізу – декстрини: оліго-, ахро- і еретродекстрини; моносахариди – глюкоза, фруктоза, пентоза, арабіноза, ксилоза, галактоза; дисахариди – сахароза, мальтоза, лактоза (у разі вмісту у  хлібі молочних продуктів). Серед  вуглеводів є нерозчинні полісахариди: целюлоза, геміцелюлоза, клітковина, пектини, пентозами. 1 г вуглеводів забезпечує 3,75 ккал або 15,7 кДж енергії .

     Білкових  речовин у хлібі від 6,5 до 11 %. Вони представлені власно білками, а також  продуктами гідролізу білків – поліпептидами, пептидами, амідами, амінокислотами. Серед  амінокислот є всі незамінні  амінокислоти, що не синтезуються в  організмі людини: валін, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, треонін, триптофан  і фенілаланін. 1 г білків забезпечує 4 ккал або 16,7 кДж енергії.

     До  хімічного складу хліба входять  органічні кислоти. Це в основному  молочна, оцтова, яблучна, винна, щавлева, мурашина. Загальний вміст органічних кислот у різних виробах становить 0,3 – 1,3 %

     Хліб  містить такі біологічно активні  речовини, як вітаміни і мінеральні речовини. Вони виконують різнобічні функції в організмі та забезпечують його життєздатність. Вміст мінеральних  сполук складає від 1,2 до 2,5 %. З мікроелементів це Na, K, Ca, Mg, P, S, Cl та інші. Багатий склад мікроелементів – Fe,  J₂, Co, Mn, F, Cr, Zn та інші.

     До  складу хліба входить комплект життєво  необхідних вітамінів групи В  – тіамін (В₁), рибофлавін (В₂), а також нікотинова кислота (РР), токоферол (Е) та інші.

     Хлібні  вироби містять 0,6-1,2 % жирів, внесених з борошном. Вони представлені тригліцеридами, насиченими і ненасиченими жирними кислотами. Деякі види хліба містять значно більше жирів (від 3 до 15 %, інколи більше) внаслідок внесення їх у процесі пригодовування тіста. 1 г жирів забезпечує 9 ккал або 87,7 кДж енергії.

     Окрім вказаних хімічних складових хліб містить  комплекс хімічних сполук, що утворюються  в процесі бродіння тіста і  під час його випікання. Це спирти, ефіри, альдегіди, кетони, меланоїдини  тощо.

     Наочно  хімічний склад житнього хліба можна  представити у вигляді таблиць.

     Таблиця 1.1. Хімічний склад житнього хліба

     Таблиця 1.2. Мінеральний склад житнього хліба

     Харчова цінність хліба, як і будь-якого іншого харчового продукту, визначається в  першу чергу його калорійністю, засвоюваністю і змістом в ньому додаткових факторів харчування: вітамінів, мінеральних речовин і незамінних амінокислот.

     Проте було б абсолютно неправильно оцінювати харчову цінність хліба лише з точки зору його хімічного складу, не зважаючи на такі властивості, як смак, аромат, пористість м'якиша і зовнішній вигляд хліба.

     Житній  хліб по харчовій цінності перевершує пшеничний. Порівняно з виробами із пшеничного борошна житній хліб вигідно відрізняється за вмістом незамінних амінокислот, мінеральних речовин, вітамінів. Тому він, маючи нижчу, ніж пшеничний хліб, енергетичну цінність, має вищу біологічну цінність, тобто краще забезпечує організм людини необхідними речовинами.

     Біологічна  цінність хліба характеризується амінокислотним складом, змістом зольних елементів, вітамінів і поліненасичених  жирних кислот. Білки хліба є біологічно повноцінними. Однак за змістом таких  незамінних амінокислот, як лізин, метіонін і триптофан, білки хліба поступаються білкам молока, яєць, м'яса і риби. Дефіцит цих амінокислот більше в хлібі з пшеничного борошна, ніж у хлібі з борошна житнього. Білки хліба з нижчих сортів борошна  більш повноцінні, ніж з вищих, Засвоюваність хліба залежить від  виду, сорту борошна та її якості. Хліб з хорошою, рівномірної, тонкостінної пористістю, еластичний, в якому всі речовини знаходяться в найбільш сприятливому для дії ферментів стані (білки денатуровані, крохмаль клейстерізован, цукри розчинені, жири емульсовані, оболонки розм’якшені), легко просочується травними соками, добре перетравлюється і засвоюється. 
 

     1.3. Технологія та  технологічна схема  виробництва житнього  хліба

     Виробництво хліба складається з декількох  операцій: підготовки і дозування сировини, замішування тіста, бродіння, розбирання і расстойки, випічки, бракеражу, охолодження виробів, укладання на лотки і відпустки на підприємства громадського харчування.

     Процес  приготування хліба починається  з підготовки сировини, а саме просіювання борошна, приготування розчину солі і підготовки дріжджів. Далі починається заміс тісту - коротка за часом, але дуже важлива операція, від якої залежить, вийде однорідна маса з певними структурно-механічними властивостями чи ні. Житня мука не містить клейковину - комплекс білкових речовин, який набухає при замісі, тому тісто з неї в'язке та пластичне. Тісто з житнього борошна ставлять на заквасках або використовують заварний спосіб, при цьому хліб набуває особливого аромату, довго не черствіє.

     Після цього настає черга бродіння, яка  охоплює період часу від моменту замісу тісту до його розділення на шматки. Воно необхідне для розпушування тісту і накопичення речовин, які багато в чому визначають смак і аромат майбутнього продукту. У житньому тісті переважає молочнокисле бродіння. Після бродіння тісто розділяють на шматки, надають йому передбачену форму. Потім відбувається расстойки тістових заготовок, тобто додаткова витримка при якій відбувається бродіння, яке ведеться в камерах при температурі 35 - 40 ° С від 20 до 50 хв. Це необхідне для заповнення діоксиду вуглецю, втраченого при формуванні виробів і придбання заготовками остаточної форми. Після всього цього настає завершаючий і найвідповідальніший етап - випічка хліба. Хліб випікають у печах при температурі 180-300 °С, Тривалість випічки залежить від маси заготівки і триває від 8 до 12 хв для дрібноштучної продукції і до 1 год для хліба масою 1 кг. Після випікання хліб охолоджують у камерах, а потім відправляють на зберігання у хлібосховища. 
 

Підготовка сировини до виробництва 

Борошно            Вода                Сіль                 Дріжджі                Інша сировина

Змішування,        Підогрів або         Розчинення,          Приготування            Просіювання, маг-

просіювання,       охолодження       фільтрування,        суспензії,                   нітна очистка, роз-

вилучення            до необхідної       відстоювання        активації                   чинення, фільтру-

металомагніт-      температури                                                                           вання, подрібнення

них домішок                                                                                          розморожування

                                                                                                  тощо

      Дозування за масою або об’єм 

      Приготування  тіста

     Оброблення  тіста

      Поділ на шматки визначеної маси, округлення 

     Житнє тісто

      Формування 

                            Остаточне вистоювання                                                     

Випічка 

      Охолодження

     Зберігання

                               Рис. 2 Технологічна схема виробництва хліба

     1.4. Якість, термін зберігання  та процеси, що  відбуваються при  зберіганні хлібу

     Хлібобулочні  вироби після виходу із печі транспортером  подаються до місця укладання їх у тару. Правила укладання і зберігання виробів визначається нормативною документацією.

     При укладанні відбраковують вироби, нестандартні за органолептичними ознаками: з неправильною формою, забрудненою  поверхнею, підривами більше 1,5 – 2 см, деформовані тощо.

     Контейнери  з виробами до відправлення в торговельну  мережу зберігають у відділенні для  їх остигання, де здійснюється сортування виготовленої продукції, органолептична оцінка, контроль маси і облік, після  чого передають у хлібосховище.

     Перед відправленням до торговельної мережі кожна партія виробів проглядається  бракером або іншої уповноваженою  особою на відповідність вимогам  нормативної документації за органолептичними показниками і масою.

     Тривалість  зберігання виробів на хлібопекарських  підприємствах відраховується з  моменту виходу хліба з печі до моменту його відвантаження одержувачу. Тривалість зберігання упакованих виробів  на підприємстві відраховується з моменту  їх упакування.

     Хліб, що зберігається на підприємстві чи в  торговій мережі довше встановлених термінів, вважається браком і має  бути відправлений на переробку у  вигляді мочки або кришива.

     Максимально допустимий термін витримування і реалізації хлібних виробів наведено у нижче у таблиці.

     Таблиця 1.1. Допустимі терміни витримування хлібних виробів та

                           реалізації їх у торговій мережі, години

     Допустима тривалість зберігання упакованих виробів  у торговельній мережі становить від 3 до 7 діб, залежно від виду житнього хліба.

     У процесі зберігання погіршуються споживчі якості хліба: скоринка втрачає блиск  і хрусткість, з’являється жорсткість, знижується еластичність і пружність як цілого хліба із скоринкою, так і його м’якушки, підвищується здатність м’якушки кришитися при різанні ножем, знижується здатність набухати у воді, змінюється її мікроструктура. Поряд з цим втрачається смак і аромат, притаманні свіжому хлібу, зменшується його маса. Такі зміни в якості хліба є наслідком складних фізико-хімічних і колоїдних процесів, які відбуваються в біополімерах хліба і обумовлюють черствіння, а також втрати вологи, що є причиною усихання виробів, зменшення їх маси.

     Тобто погіршення якості хліба при зберіганні пов’язане з процесами усихання і черствіння. Усихання обумовлюється втратою хлібом вологи, а черствіння – фізико-хімічними і колоїдними процесами, що відбуваються в крохмалі і білках хліба і викликають погіршення структурно-механічних властивостей м’якушки хліба.

     Остигання і усихання хлібу. У момент виймання хліба з печі температура його скоринки сягає 130 – 180 °С, на межі скоринка – м’якушка – 100 °С, а центру м’якушки – 96-97 °С. Скоринка хліба повністю зневоднена, а м’якушка має вологість на 1-2 % більшу за вологість тіста. Хліб з печі потрапляє у хлібосховище, що має температуру приблизно 15-25 °С та відносну вологість 60-70 %, і починає остигати. У таких умовах відбуваються зміни температури і вологості і його скоринці і м’якушці.

     Вологість скоринки протягом 1 – 1,5 год зберігання підвищується і досягає близько 12 %. Приблизно через 2-3 год температура хліба наближається до температури хлібосховища. Повне вирівнювання температур спостерігається через 3-6 год, залежно від маси виробів, їх форми, умов зберігання. У цей період відбувається перерозподіл вологи всередині хліба і часткова віддача її в навколишнє середовище. Вологість м’якушки після остигання стає меншою вологості тіста, з якого виготовлено хліб, на 0,5 – 1,5 %.

     Остигання хліба починається з поверхні й поступово поглиблюється до центру м’якушки. Внаслідок тепло-масообмінних процесах на поверхні та всередині хліба при його остиганні волога переміщається від центру до скоринки і далі в оточуюче середовище, хліб усихає. Це явище обумовлюється градієнтом температур, який виникає внаслідок різниці температур середини хліба і його поверхні й викликає переміщення вологи від гарячої м’якушки до скоринки, що остигає, а також градієнтом вологості, який виникає внаслідок різниці у вологості внутрішніх і зовнішніх шарів хліба, і викликає концентраційну міграцію вологи від м’якушки з високою вологістю до скоринки, що має низьку вологість. Чим вища температура хліба, тим швидше протікає дифузія вологи в повітря.

     Внаслідок переміщення вологи під дією градієнта  температури і градієнта вологості  вологість скоринки зростає приблизно  до рівня її рівноважної вологості (12 %). Далі через скоринку волога випаровується  в повітря хлібосховища, відбувається усихання хліба, зменшується його маса.

     У процесі усихання спостерігається два періоди: період змінної швидкості усихання і період постійної швидкості втрати виробами вологи. Перший період продовжується, доки температура хліба не наблизиться до температури хлібосховища, тобто поки хліб не остигне. В цей період внаслідок значної різниці у температурі то вологості скоринки і м’якушки відбувається інтенсивне, але із затухаючою швидкістю, усихання.

     У другому періоді усихання відбувається повільніше, швидкість усихання стає постійною. Дифузія вологи в цей  період обумовлюється різницею у  вологості хліба і відносною  вологістю оточуючого повітря, тобто  внаслідок того, що вологість хліба  перевищую рівноважну вологість. Цей  процес продовжується, доки не буде досягнуто  рівно важності між вологістю  всього хліба і відносною вологістю  оточуючого повітря, тобто він протікає з малою швидкістю, але продовжується  до кінця зберігання хліба. Явище  усихання хліба призводить до значних  економічних втрат.

     На  швидкість остигання хліба, а  значить і величину його усихання, впливають температура повітря  у хлібосховищі, його відносна вологість, швидкість омивання хліба, що остигає, повітрям; спосіб укладання хліба, вологість  хліба, його форма і маса, стан пористості, пропеченість і величина упікання, наявність пакування.

     Температура і вологість повітря у хлібосховищі є факторами, від яких залежить швидкість остигання хліба і величина його усихання. Чим нижча температура хлібосховища, тим швидше охолоджується хліб. Відносна вологість має більше значення у другий період усихання, коли хліб уже охолов.

     Остигання хліба прискорюється, якщо він омивається повітрям зі швидкістю 0,3 – 0,5 м^-1. Усихання при цьому зменшується на 0,5 – 0,7 % порівняно з тим, коли повітря у хлібосховищі нерухоме. Тому для зниження витрат доцільно у перший період усихання застосовувати вентилювання повітря у хлібосховищі.

     На  усихання впливає також спосіб укладання  хліба. Хліб, що зберігається на стелажах, охолоджується швидше, ніж у ящиках. Щільна укладка хліба у ящики  затримує його остигання і призводить до підвищення витрат на усихання приблизно  на 0,6 – 1,0 %. Тому доцільно було б спочатку охолодити хліб, а потім зберігати  в ящиках.

     Подовий хліб усихає менше, ніж формовий тієї ж маси, бо має меншу питому поверхню. Усихання обернено пропорційне упіканню. Чим більше упікання, тим менше  усихання.

     Усихання  значно уповільнюється при пакуванні  виробів. Вологість м’якушки упакованого хліба не змінюється. Поряд з цим підвищується її жорсткість і кришкуватість. Тобто поряд з процесом усихання відбувається процес черствіння. Ці два процеси взаємопов’язані.

     Черствіння  хліба обумовлюється складними  процесами, які відбуваються у високополімерних речовинах м’якушки хліба і призводить до погіршення її структурно-механічних властивостей. М’якушка набуває жорсткості, втрачає пружність та еластичність, знижується її здатність поглинати воду. Скоринка хліба з хрусткої стає м’якою, еластичною.

     Одночасно зі зміною структурно-механічних властивостей скоринки і м’якушки змінюється смак і аромат, з’являється специфічний запах черствого хліба. У процесі черствіння відбувається зміни у мікроструктурі м’якушки хліба.

     Процес  черствіння вивчається вже більше ста  років, але і на сьогодні сутність його і механізм не досить ясні. Вважається, що черствіння  пов’язане зі старінням клейстеризованого крохмалю і денатурованих білків, а також зміною форм зв’язку води в черствому хлібі.

     Черствіння  хліба пов’язане у перше чергу з процесами зміни стану крохмалю. Під час випікання зерна крохмалю частково клейстеризуються, зв’язують вільну воду тіста і воду, що виділяється внаслідок коагуляції білків. При цьому крохмаль частково переходить з кристалічного стану в аморфний, зерно його набухають, збільшуються в об’ємі.

     При зберігання хліба відбувається зворотній  процес. Клейстеризований крохмаль з  аморфного стану частково переходить у кристалічний. Відбувається ретроградація крохмалю.

     Оскільки  для повної клейстеризації крохмалю в тісті обмаль води, під час випікання клейстеризуються лише поверхневі шари крохмальних зерен. Тому м’якушка свіжовипеченого хліба дає рентгеноспектр, що віддзеркалює поєднання елементів аморфного і кристалічного стану крохмалю. Рентгеноспектр черствої м’якушки хліба поєднує у собі елементи спектру свіжовипеченого хліба і спектр, типовий для кристалічної будови нативних зерен крохмалю. Чим черствіший хліб, тим ближчий за характером до спектру крохмалю борошна його рентгеноспектр.

     Аморфно структура крохмалю стабільна при  температурі, більшій 60 °С. Тому при нагріванні черствого хліба при температурі, вищій за 60 °С, відновлюється його свіжість.

     Роль  білкової фракції  у процесах черствіння хліба. Роль білків у черствіння хліба до кінця не виявлена. Дослідженнями встановлено, що денатурована у процесі випікання клейковина при старінні віддає вологу, знижується її гідратаційна здатність, а це призводить до ущільнення структури, тобто при зберіганні хліба продовжується денатурація білків. Виявлена вода мігрує до фракції крохмалю. Тобто процес черствіння обумовлюється як ретроградацією крохмалю, так і трансформацією клейковинних білків.

     Єдиної  думки про ступінь міграції вологи між крохмалем і білками немає. Припускається, що міграція між цими двома компонентами є двосторонньою, однаково важливою.

     Роль  води у процесах черствіння хліба. При випіканні хліба збільшується дифузія води у міжмолекулярні простори крохмалю і білків. У цих умовах молекули набувають гнучкості, між їх ланцюгами утворюються мікро- і макропорожнини, заповнені водою. У свіжовипеченому хлібі стінки пор – це набухла система, в якій частина молекул води зв’язана, друга – розподілена у міжмолекулярних просторах денатурованого білку і частково клейстеризованого крохмалю. Ця система розглядається як набухлий безструктурний еластичний драгль.