Файл: Работы (проекта).pdf

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Южно-Уральский государственный университет» (НИУ)
Высшая медико-биологическая школа
Кафедра «Пищевые и биотехнологии»
Моделирование рецептуры и технологии функционального мучного продукта
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ по дисциплине «Методология проектирования продуктов с заданными свойствами и составом»
ЮУрГУ–19.04.01.
Нормаконтролер,
_______доц, к.вет.н. Меренкова С.П.
______________________2022 г.
Руководитель,
_______доц, к.вет.н. Меренкова С.П.
______________________2022 г.
Автор работы
Студент МБ-105
____________Иванов И.И.
____________________2021 г.
Работа защищена с оценкой (прописью, цифрой)
__________________________
______________________2022 г.
Челябинск
2022

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФБГУ «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ)
Факультет «Высшая медико-биологическая школа»
Кафедра «Пищевые и биотехнологии»
Направление 19.04.01 «Биотехнология»
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу студента
Иванова Ивана Ивановича
Группа МБ-118з
1 Дисциплина
Методология проектирования продуктов с заданными свойствами и составом
2 Тема работы (проекта)
Моделирование рецептуры и технологии функционального мучного продукта
3 Срок сдачи студентом законченной работы 15.12. 2021 г
4 Перечень вопросов, подлежащих разработке:
•
Введение
• Литературно-патентный обзор по данной теме;
(разбить на три подраздела, отразить значение выбранной группы продуктов в рационе питания, принципы обогащения и повышения функциональности, дать характеристику применяемых функциональных ингредиентов)
• Разработка и моделирование рецептуры и технологии функционального
(обогащенного) продукта;
(отразить классическую и оптимизированную рецептуру на продукт; пропи- сать этапы моделирования рецептуры, привести скан программы «оптимиза- ция»; прописать технологическую схему производства)

• Анализ органолептических и физико-химических показателей качества об- разцов продукта;
(привести кратко схему и методы исследования, отразить результаты иссле- дования в формате таблиц и диаграмм)
• Анализ химического состава оптимизированного продукта, обоснование функциональных свойств (расчетный метод, привести таблицы);
• Заключение
• Список используемой литературы.

АННОТАЦИЯ
Иванов И.И. Курсовая работа «Модели- рование рецептуры и технологии функ- ционального мясного продукта»: ЮУр-
ГУ, 29 с., 6 табл.,12 рис. библиогр. спи- сок –16 наим.
Курсовая работа выполнена с целью моделирования и прогнозирования рецептуры и технологии функционального мучного продукта на примере га- лет «Арктика».
В курсовой работе проведен литературно-патентный обзор по данной теме. Изучены рецептуры галет и выбрана наиболее оптимальная для созда- ния функционального продукта.
Разработана рецептура и технология функционального мучного изде- лия. Рассчитан химический состав, обоснована высокая пищевая ценность продукта.
Проведена оценка качества полученного функционального мучного продукта с добавлением муки киноа по органолептическим и физико- химическим показателям; сделан вывод о целесообразности применения дан- ной добавки в производстве мучных изделий.

ВВЕДЕНИЕ
Согласно Стратегии развития физической культуры и спорта в Российской
Федерации на период до 2020 г. прогнозируется увеличение количества насе- ления, занимающегося физической культурой и спортом до 40 %. Современ- ный спорт характеризуется интенсивными физическими, психическими и эмоциональными нагрузками.
Потребность в белках у спортсменов в среднем составляет 2,0–2,5 г на 1 кг массы тела в сутки. В гимнастике, акробатике, фехтовании, беге на длинные дистанции, плавании, гребле, спортивных играх – 2,0–2,3 г; в метаниях, беге на короткие дистанции, прыжках, тяжелой атлетике, боксе, борьбе – 2,3–2,5 г; в многодневных велосипедных гонках потребность возрастает до 3,0–3,2 г на 1 кг массы тела. Для обеспечения нормального аминокислотного состава важен качественный состав белков [1].
Таким образом, для увеличения спортивной работоспособности и ускоре- ния восстановления после тренировок является целесообразным рациональ- ное потребление специализированных продуктов спортивного питания, в со- став которых входит ряд биологически активных веществ.
На сегодняшний день активно ведутся исследования по производству ре- цептур кондитерских изделий с использованием различных видов муки, об- ладающих функциональными свойствами.
Цель настоящей курсовой работы заключается в научном обосновании и практической разработке технологии производства мучного кондитерского изделия с функциональными свойствами.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
– теоретически обосновать применение муки киноа как физиологически функционального пищевого компонента;
– экспериментально подтвердить выбор функционального ингредиента в ка- честве обогащающего агента;
– оптимизировать рецептуру и технологию производства мучного кондитер- ского изделия с применением муки киноа.

1 ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР
1.1
Значение мучных изделий в рационе питания
В рацион питания современного человека все большее место входят пере- кусы, т.е. потребление небольших количеств пищи между ее основными при- емами. Сформировалась отдельная группа продуктов, предназначенных для перекусов – это снеки. Снеками могут быть разнообразные батончики, чип- сы, сухарики, небольшие печеньица и др. Среди мучных кондитерских изде- лий в группу снеков, несомненно, могут входить крекеры и галеты. Галеты –
это мучные кондитерские изделия, изготовленные из пшеничной муки с до- бавлением или без добавления различных видов сырья («Поход», «Арктика»,
«Старт», «Чемпион» и др.) [2]. Особое место снеки, обогащенные витамина- ми и минеральными веществами, могут занять в питании спортсменов, осо- бенно в период интенсивных тренировок, - в тот момент, когда необходимо пополнить затраченную энергию за счет небольшого приема пищи, исполь- зуя для этой цели удобный продукт.
Очевидно, что более широкому включению в спортивные рационы хлебо- булочных изделий препятствует тот факт, что традиционное сырье для их получения - сортовая мука из зерна пшеницы - в пищевом отношении непол- ноценна [3]. Специалистами отмечается недостаточная пищевая ценность муки, особенно высших сортов, по аминокислотному и жирнокислотному со- ставу, минеральным элементам. Особенно низкое содержание в хлебобулоч- ных изделиях из такой муки витаминов и провитаминов.
Таким образом, появляется необходимость в создании технологий приго- товления функциональных мучных хлебобулочных изделий с введением в их состав муки, обладающей высокой пищевой ценностью, например, льняная, нутовая, мука киноа.

1.2 Принципы обогащения и повышения функциональности галет
В последние годы в области разработки и применения специализирован- ных продуктов для лечебного, профилактического и спортивного питания наметилось стремительное развитие. В частности, большой интерес вызывает разработка рецептур специализированных мучных изделий.
Например, в статье [4] описывается методика производства галет с приме- нением папоротниковой пасты. Результаты исследований показали, что при добавлении в состав галет 6 % папоротниковой пасты срок хранения увели- чился на 3-5 суток, а дегустационная оценка выросла на 3-4 балла.
Ученые тихоокеанского государственного экономического университета рассматривали возможность применения гидролизованной рисовой шелухи для производства мучных изделий. Рисовая лузга – отходы сельскохозяй- ственного производства, которые в настоящее время не находят широкого применения. Она представляется собой волокнистое вещество, в котором со- держаться различные компоненты, такие как: целлюлоза, лигнин, пентозаны, небольшое количество белка, витаминов и минеральные вещества в количе- стве 10-20 %, а также высокое содержание пищевых волокон – 78 %. Однако в рисовой шелухе пищевые волокна имеют очень высокую прочность и прак- тически не расщепляются пищевыми ферментами. Поэтому была разработана методика гидролиза рисовой шелухи для повышения усвояемости пищевых волокон. Таким образом, независимо от сорта муки добавление 7% рисовой шелухи оптимально для производства галет, которые благодаря повышенно- му содержанию пищевых волокон хорошо подходят для людей, страдающих избыточной массой тела, и в лечебно-профилактическом питании [5].
В другой статье изучался способ производства специализированных галет для лиц с аллергией на куриный белок. В рецептуре проводилась полная за- мена аллергенов на гипоаллергенные компоненты, например, яичного ме- ланжа куриных яиц и 20 % пшеничной муки на люпиновую, молока цельного на соевый изолят белка, сахара на подсластитель на основе инулина «ФитПа- рад № 11». По итогам исследования содержание белка в опытных образцах

увеличилось на 43 %, а также повысилась биологическая ценность и пищевая ценность по калию, фосфору, магнию, железу, витамину B
1
[6].
В статье [7] рассматривались новые возможности в производстве мучных изделий для спортивного питания. С учетом полученных данных была разра- ботана рецептура галет из опарного теста, обогащенных витаминно- минеральным премиксом, содержащим витамины группы B, PP, C, а также железо, цинк, селен и йод, которые необходимы для спортсменов. Таким об- разом, в работе было установлено, что оптимальным является дозировка премикса 2,0 %. В таком образце наблюдалось оптимальное содержание ви- таминов и микроэлементов при хороших органолептических свойствах, близких к контролю.
1.3 Характеристика применяемого функционального ингредиента – муки ки- ноа
Киноа – псевдозерновая культура, однолетнее растение рода Марь семей- ства Амарантовые, произрастает в Южной Америке на склонах Анд. По внешнему виду семена киноа похожи на гречку, в зависимости от сорта мо- гут быть белыми, красными или черными [9].
Характерной особенностью химического состава данной культуры являет- ся высокое содержание белка хорошего качества, в среднем 16,2 %. Амино- кислотный состав белков киноа очень сбалансирован и близок к составу бел- ков молока, в белке содержится до 20 типов аминокислот. В исследовании
[10] был определен аминокислотный состав семян киноа методом капилляр- ного электрофореза, а также рассчитан аминокислотный скор. Так, в резуль- тате анализа было установлено, что семена киноа отличаются высоким со- держанием наиболее дефицитной аминокислоты лизина по сравнению с пшеницей, кукурузой и рисом.

Таблица 1 – Содержание аминокислот в семенах киноа
Аминокислота
Содержание аминокислот, г/100г белка
Киноа
Пшеница
Кукуруза
Рис
Валин
3,92±0,001 4,64±0,002 4,66±0,002 5,48±0,001
Изолейцин
3,6±0,01 4,16±0,01 3,98±0,02 5,94±0,03
Лейцин
6,0±0,01 7,76±0,01 2,1±0,001 10±0,01
Лизин
4,8±0,002 2,72±0,001 2,91±0,001 3,97±0,001
Метионин
2,15±0,01 1,44±0,02 1,94±0,01 2,05±0,01
Треонин
3,86±0,01 2,96±0,01 3,11±0,03 3,56±0,01
Триптофан
1,19±0,001 1,12±0,002 0,78±0,001 1,23±0,001
Фенилаланин
3,27±0,002 4,96±0,001 4,47±0,003 5,62±0,001
Также киноа богата фосфором, железом, магнием, кальцием и цинком.
Киноа – безглютеновая культура, муку из семян киноа можно применять для питания при целиакии и болезни Крона.
В настоящее время становится актуальным использование муки из семян киноа для разработки функциональных продуктов для специализированного питания.
Существует достаточно много исследований по разработке специализиро- ванных мучных изделий с добавлением муки киноа [11,12,13]
Так, исследователями Уральского государственного экономического уни- верситета были разработаны рецептуры хлеба и домашней лапши с добавле- нием муки киноа в качестве обогащающего агента. Ими было эксперимен- тальна доказана биологическая активность данного функционального компо- нента [14].

2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Разработка и моделирование рецептуры и технологии функционального
(обогащенного) продукта
В качестве объектов исследований использовали модельные образцы галет «Арктика», контроль выпекали по базовой рецептуре (таблица 2) и тра- диционной технологии (рисунок 1) [16], опытные пробы №1, 2, 3, 4 – с до- бавлением различных дозировок (10 %, 15 %, 20 % от общего содержания муки) муки киноа. (таблица 3). В опытных образцах №1, 2, 4 (с содержанием муки киноа 10, 15, 20 % соответственно) использовали киноа белого сорта, опытном образце №3 (с содержанием муки киноа 15 %) - киноа красного сор- та.
Таблица 2 – Рецептура галет «Арктика»
Наименование сырья
Содержание сухих ве- ществ, %
Расход сырья, кг на загрузку на 1 т готовой про- дукции в натуре в сухих веществах в натуре в сухих веществах
Мука высше- го сорта
85,5 80,0 68,4 941,25 804,77
Сахарный пе- сок
99,85 0,4 0,399 4,71 4,70
Сливочное масло
84,00 10,0 8,400 117,66 98,83
Соль
96,50 1,5 1,448 17,65 17,03
Сода
50,0 0,16 0,08 1,88 0,94
Дрожжи
25,0 2,4 0,6 28,23 7,06
ИТОГО
-
94,46 79,327 1111,38 933,33
Выход
91,0 84,99 77,344 1000,0 910,00
Таблица 3 – Рецептура опытных образцов
Наименование сырья
Содержание муки киноа (от содержания муки высшего сорта в оригинальном рецепте)
10 %
15%
20%
Мука высшего сорта, г
84,69 80,0 75,28
Мука киноа, г
9,41 14,12 18,82
Сахарный песок, г
0,47 0,47 0,47
Сливочное масло, г
11,8 11,8 11,8

Соль, г
1,77 1,77 1,77
Сода, г
0,19 0,19 0,19
Дрожжи, г
2,83 2,83 2,83
ИТОГО, г
111,1 111,1 111,1
Выход
100,0 100,0 100,0
Рисунок 1- Технологическая схема производства галет «Арктика»
Подготовка сырья: просеивание, рас- творение, подогрев
Замес опары, t в
= 35–40 °С;
τ
= 5 мин
Брожение, t оп
= 29–31 °С;
τ =
30-40 мин
Замес теста, t т
= 29–31 °С;
τ
= 5–10 мин
Выстойка,
τ
= 2–2,5 часа; К = 3,0–3,5 град;
Формовка теста
Расстойка теста,
τ
= 2,0-2,5 ч
Выпечка,
τ
= 10–12 мин; t = 190–220 °С
Охлаждение,
τ
= 1–2 часа;
Хранение

Оптимизацию рецептуры производили в программном обеспечении
Microsoft Office Excel, используя функцию Поиск решения. Этапы оптимиза- ции следующие:
1. Выбрали целевую функцию – содержание белка (максимум);
2. В качестве переменных, которые можно изменять, выбрали содер- жание муки киноа и содержание муки пшеничной.
3. Ввели ограничения – содержание сливочного масла, соли и дрожжей постоянно, также содержание железа и магния должно быть больше значений в неоптимизированной рецептуре.
На рис. 2,4,6 приведены рецептуры опытных образцов, на рис. 3,5,7 по- казаны результаты оптимизации данных образцов.
Вследствие оптимизации содержание белка в опытных образцах №1,2,3 увеличилось на 0,07 %, 2,0 % и 0,11 % соответственно.