Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/10462
Назва: | Improving the quality of bean dregs by physical methods during its use in bakery technology |
Інші назви: | Підвищення якості бобових відходів фізичними методами при їх використанні у технології печива |
Автори: | Wang, Fang Ван, Фань |
Ключові слова: | bean dregs soluble dietary fiber (SDF) quality improvement flour confectionery sensory evaluation wheat flour technology parameters бобові залишки розчинні харчові волокна підвищення якості борошняні кондитерські вироби сенсорна оцінка борошно пшеничне технологія параметри |
Дата публікації: | 2022 |
Видавництво: | СНАУ |
Бібліографічний опис: | Fang Wang. Improving the quality of bean dregs by physical methods during its use in bakery technology [Electronic resource] : dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty : 181 «Food technology» / Wang Fang. – Sumy : Sumy National Agrarian University, 2022. – 171 р. |
Короткий огляд (реферат): | The dissertation is devoted to the scientific substantiation and development of technologies for improving the quality of bean dregs by physical methods during its use in bakery technology. It is established that the creation of new technologies of combined food can solve the problem of the lack of SDF, and improve the quality and functional characteristics of bean dregs. In addition, it provides better quality for the production of bean dregs biscuit. Combination of ultrafine grinding with high pressure, microwave and high-temperature cooking is a promising direction in the creation of processing the bean dregs due to mutual influence between physical technology is combined with each other, so that the nutrients in bean dregs are transformed. The purpose of the dissertation is scientific substantiation and development of technologies for improving the quality of leguminous waste when using physical methods in baking technologies. The object of the study is the quality of leguminous waste processed by physical methods. The subject of the study is the physicochemical properties of leguminous waste processed by physical methods; physico-chemical properties of dough and cookies made using bean waste; their technological, rheological and organoleptic properties; parameters of the processing of leguminous residues by physical methods. The relevance and feasibility of using ultrafine grinding combined with high pressure, microwave and high-temperature cooking for a good source of soluble dietary fiber for functional compositions and nutritional quality of bean dregs has been proved. The compositions, characteristics and physicochemical property of Physical single technology and combination technology for the treatment of bean dregs are investigated. In physical single technology and combination technology, the dependences of changes in the parameters of the SDF, protein, mineral content, particle size, scanning electron microscopy (SEM), sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), trypsin inhibitors, water solubility, fat adsorption capacity, cationic adsorption capacity, chrominance and whiteness of bean dregs, and water relaxation properties, viscosity, stability, dynamic rheological properties of bean dreg slurry are determined. We obtained describing the processes of changing parameters. The resulting can be used for selecting optimum combination technology and for rich SDF in functional biscuit in the production of bean dregs. Several physical techniques were applied to increase the SDF content of bean dregs in this work, the optimum conditions for improving SDF of soybean dregs were determined by single factor test. It was found that the SDF contents in bean dregs treated with ultrafine grinding (U), high pressure (HP), microwave (M), high temperature cooking (HTC) and their combination techniques (UHP, U-M and U- HTC) were 15.15 ± 0.12%, 10.40 ± 0.19%, 13.84 ± 0.13%, 13.87 ± 0.13%, 18.86 ± 0.11%, 19.23 ± 0.19%, and 16.89 ± 0.13%, respectively, much higher than that of the control sample, which was only 1.63 ± 0.2%. It has been proved that the bean dregs under physical technology treatment is a good source of soluble dietary fiber, and the application of combined methods is the development trend. Technologies of increase the content of SDF of bean dregs have been developed. The rational values of individual parameters and modes of technological schemes of these technologies are determined. The protein content of bean dregs was analyzed as described in the AOAC reference method. It was found that the single technical treatments, the protein content in bean dregs after U, HP, M and HTC treatments decreased from 23.46% to 11.96%, 16.30%, 12.85% and 13.09%, respectively. The protein contents in bean dregs were further reduced after combination treatments, especially U-HP treatment. It was proved – protein content in bean dregs decreased greatly after physical technology treatment with either single techniques or with combined techniques. As expected, some parameters were decreased significantly (p < 0.05) by different physical technologies as compared with those of the control, the combined treatment had the greatest effect on the particles of bean dregs. The particle size of bean dregs was smallest (69.52 μm) after U treatment, among all single technology treatments. However, among all combined technology treatments was smallest by U- HP (27.43 μm) treatment. It has been proved that combination treatments were further improved roughness of bean dregs. The mineral content of bean dregs was determined by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. U-HP combination increased the contents of Ca, Na, Fe, Ti and Sr. and the combination of U-M and U-HTC treatments greatly increased the K and Ca contents. In single treatment, the highest contents Se and Sn were found in the samples by U treatment, however, M and HTC techniques reduced the contents of K, Ca, Mg and Zn element in single treatment. The combination treatments help the exposure of mineral elements in the samples were confirmed. After various physical treatments, the microstructure of bean dregs SEM were consistent with the results of particle size distribution. The surfaces of treated bean dregs were rough, irregular and full of holes compared with control samples (had a loose sheet structure with many folds, and the fiber bundle exhibited an ordered structure). The bean dregs by U and combined treatments showed honeycomb structure and small particle distribution. It was proved – processing performances improved of bean dregs. SDS-PAGE was used to detect the molecular weight distribution of proteins. U treatment had no effect on the content of protein subunits in bean dregs. HP and U- HP treatments had some effect on the molecular weights of the protein. After the M and U-M treatments, the protein bands for molecular weights above 90 kD became lighter in color. After HTC and U-HTC treatment, the protein bands had disappeared completely. It has been proved that the single treatments M and HTC and the combined treatments U-M and U-HTC had great influence on the molecular weights of protein. It was experimentally established that the effects of non-heating treatments (U, HP and U-HP) on the reduction of trypsin inhibitor content were much inferior to those involving heat treatment. HTC and U-HTC had prominent effects on inhibiting trypsin inhibitor activity, which were decreased from 7365 TIU/g to 1210 and 96 TIU/g, respectively. This indicated that heat treatment effectively reduced trypsin inhibitor activity. Research was carried out on changes in the water solubility, swelling capacity, fat absorption capacity and cationic adsorption capacity of processing performance of bean dregs. The results showed that both single treatments and combination treatments significantly increased the water solubility of bean dregs, and the solubility of bean dregs from the combined treatment were higher than those from the single treatment. However, the swelling capacity and fat adsorption capacities of bean dregs were decreased, and the single treatment were higher than those from the combined. The adsorption capacity of bean dregs showed that the bean dregs treated by the combination technology contained smaller particles, so they had stronger cationic absorption capacity. It has been confirmed that the introduction of the bean dreg powder into the intestinal tract is beneficial to absorb Na+ and discharge it from the body, thereby reducing the incidence of cardiovascular and other diseases, processing performance of bean dregs enriches their application in foods and improves their physiological function. Water relaxation properties in bean dregs treated by different physical technologies were determined by low field nuclear magnetic resonance (LF-NMR) After the HTC, U-HP, U-M and U-HTC treatments, the proportion of bound water of bean dregs increased and the proportion of immobile water decreased after rehydration. And the peak area of the bean dregs treated with HP and HTC increased slightly. In addition, the free water content (A24) is positively correlated with the water content (W %) of dried bean dregs. This technique can effectively and nondestructively determine the change of water relaxation in samples. Bean dreg slurry was prepared for determination of viscosity with a rapid viscosity analyzer. The viscosity of bean dregs slurry was decreased after different treatment, especially the combined treatment. However, only M treatment increased the viscosity of bean dregs slurry, compared to the control samples. This indicated that the viscosity of bean dregs under the combination technology was low. Different treatments could obviously effect of different treatments on the stability of bean dreg slurry. After standing for 48 h and 72 h, microbial infection occurred in tubes M, HTC and U-HTC treatment, and the supernatant volume decreased or disappeared. However, the bean dregs under HP and U-HP treatment were the most stable, with little change in supernatant volume after 72 h. After standing for a week, there was an odor in every tube, indicating that each tube was corrupted. This indicated that combination technology that could be useful in the food industry to prolong the shelf life of foods. The dynamic rheological properties of the bean dregs slurry were determined by a rotary rheometer. In comparison, the G′ and G′′ of the bean dregs treated with U and HP were lower than those of M and control samples, and higher than those of the samples by HTC and all combined treatments. However, except the M treatment, HTC and all the combined treatments (U-HP, UM and U-HTC) were at a lower level, and the change trend of the loss factor (tan δ) and G′′ have the same trend. This indicated that the combined treatment could reduce the granularity of bean dreg fiber, but its viscosity and elasticity did not increase. The bean dregs treated by thermal treatments (M, HTC, U-M, and U-HTC) had lower values of L*. Except for the U-HP treatment, the a* and b* values of the other treatments were significantly greater than those of the control group. The HP, M, HTC and U-HTC treatments resulted in higher values in the ΔE (total color difference) of the samples. The whiteness index (WI) was also significantly affected by different physical treatments. These results demonstrated that different physical treatments had definite effects on the chrominance of bean dregs. It is established that the introduction of the proposed combined technologies to treat bean dregs for the production of biscuits is economically feasible. In this study, U-M combined technology was used to prepare bean dreg powder for crisp biscuits and hard biscuits. The strength of flour used in making crisp biscuits (low gluten flour) and hard biscuits (medium gluten flour) is different, but has a consistent trend on the viscosity of paste. It was experimentally established that the addition of bean dregs greatly reduced the viscosity of paste, and all the indexes showed a downward trend (peak viscosity, trough viscosity, breakdown viscosity, final viscosity, setback viscosity). The experimental results show, that the add a certain amount of bean dregs powder can effectively improve the gelatinizing characteristics of flour and increase the crispness of biscuits. Measurement of crisp biscuits dough texture in the texture analyzer showed that the hardness value increased when bean dregs content in the biscuit formulation was increased. The hardness was 5019.95±114.01 N when the bean dregs addition level of 15%, which was 54.78% higher than the control. However, above 20% of the bean dregs the dough hardness decreases. It can be explained that the chewiness of biscuits was positively correlated with hardness and gumminess. With the increase of the amount of bean dregs powder decreased L* and increased a* crisp biscuits values, indicating more dark and yellowish, b* values decreased added bean dregs at 5-25%. Concerning the crisp biscuits color, it became darker (lower L*), more reddish (higher a* values), and less yellowish (lower b* values) when bean dregs was added at 15-25%. The determination trend was similar to the crisp dough results. It was proved – the color of a baked good can be attributed to both the individual ingredients of the item and the color developed from ingredient interactions. The hardness of crisp biscuits increased gradually with the increase of bean dregs. When the bean dregs powder was added at 15%, the hardness reached the maximum of 2328.49 N. When the bean dregs powder was added at 20%, the hardness of biscuit showed a downward trend. The hardness, gumminess and chewiness are positively correlated. The determination trend was similar to the crisp dough results. The addition of bean dregs powder can effectively improve the gelatinizing characteristics of flour and increase the crispness of biscuits. With the increase of the proportion of soybean residue powder, the internal structure of the biscuit changes greatly, the gap gradually becomes larger, and the surface becomes rough from fine. When the addition of soy powder exceeds 20%, the butter in the dough is unable to coat the starch particles, gluten proteins and fibers present in the flour, affecting the quality of the crisp biscuits. According to the characteristics of dough and the sensory evaluation of crisp biscuits, the maximum amount of bean dregs was 20%, which gave the biscuits a better taste. Through single factor and orthogonal test results the optimal formula of bean dregs crisp biscuits was obtained: 80 g low-gluten flour, 20 g bean dreg powder (after U-M treatment), 50 g butter, 20 g powdered sugar, 5 g corn starch, 20 g egg yolks, 1 g salt, 0.75 g baking powder, and baked at 175 ℃ for 11 min. The bean dregs crisp biscuits prepared by this processing technology got the crispy taste, golden color, and good bean fragrance. Sensory score of bean dregs crisp biscuits was 94 points, and hardness value was 1597.41 H. With the increase of bean dregs addition, gelatinization characteristics showed a significant downward (p < 0.05). The peak viscosity decreased by 22.37%, the trough viscosity decreased by 20.82%, and the final viscosity decreased by 20.22% compared with the control group. The reason may be that bean dregs have strong water absorption capacity and compete with starch for more water, resulting in starch can’t be fully gelatinized. In rheological analysis the bean dregs increased could viscosity and elasticity of hard dough. With the increase of bean dregs, the hardness was higher than that of the control. The highest hardness was 7464.53±219.99 N, when the bean dregs addition level of 12.5%, which was 86.27% higher than the control. This was probably due to fiber and protein of bean dregs compete with the flour for moisture, in a way that promotes gluten production until it suppresses the behavior causing an increase in the hardness of the dough. The hardness, gumminess and chewiness are positively correlated. The determination trend was similar to the hard dough results. With the increase of the amount of bean dregs, the reduced L* (became darker) and increased a* (more reddish) of hard biscuits values, which changes from golden brown to caramel color. The cake crust temperature exceeded 150 ºC during baking, and thus Maillard and sugar caramelization reactions take place and are responsible for the final crust color. The parameters showed increases in the hardness, cohesiveness, gumminess, chewiness of the biscuits compared with control. The hardness was 4698.98±97.71 N when the bean dregs addition level of 12.5%, which was 53.75% higher than the control. The gumminess values of the biscuit with bean dregs were significantly higher than that of the control and significantly (P < 0.05). However, the gumminess values of the biscuit with bean dregs additions of 2.5 % were not significantly different from additions of 5% (P > 0.05). The chewiness was 473.57±131.04 when the bean dregs addition level of 12.5%, which was 93.14% higher than the control. The SEM results further confirmed that bean dregs powder had a certain effect on the biscuit hardness, which was consistent with the TPA results of biscuit texture. According to the characteristics of dough and the sensory evaluation of hard biscuits, the maximum amount of bean dregs was 10%, which gave the biscuits a better taste. Through single factor and orthogonal test results the optimal formula of bean dregs hard biscuits was obtained: 90 g wheat flour, 10 g bean dreg powder (after U- M treatment), 30 mL water, 25 g sugar powder, 5 g starch, 1 g baking powder and 0.5 g salt, then add 20 g egg yolk, 5 g soybean oil, surface fire temperature at 195 ℃ for 8 min. Sensory score of bean dregs hard biscuits was 88 points, and hardness value was 4344.95 H. A set of measures has been carried out to put the results of the study into practice. It is established that the introduction of the formulation process for the production of biscuits products is economically feasible. The new technology will be applied to the food industry. |
Опис: | Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню та розробці технологій підвищення якості бобових відходів фізичними методами при їх використанні в технологіях печива. Встановлено, що створення нових технологій продуктів харчування дозволяє вирішити проблему нестачі розчинних харчових волокон (SDF), покращити якісні та функціональні характеристики бобових залишків (відходів). Крім того, це забезпечує кращу якість при виробництві печива з додаванням борошна з бобових залишків. Поєднання ультратонкого помелу з високим тиском, мікрохвильовою та високотемпературною обробкою є перспективним напрямком у створенні технологій переробки бобових залишків за рахунок взаємного впливу фізичних факторів, завдяки чому поживні речовини в бобових залишках трансформуються. Мета дисертації - наукове обґрунтування та розробка технологій підвищення якості бобових відходів фізичними методами при їх використанні в технологіях печива. Об’єктом дослідження є якість бобових відходів, оброблених фізичними методами. Предметом дослідження є фізико-хімічні властивості борошна з бобових відходів, оброблених фізичними методами; фізико-хімічні властивості тіста та печива, виготовленого з використанням бобових відходів; їх технологічні, реологічні та органолептичні властивості; параметри процесів обробки бобових залишків фізичними методами. Доведено актуальність і доцільність використання ультратонкого помелу в поєднанні з обробкою високим тиском, обробкою у мікрохвильовій печі та високотемпературною обробкою як ефективного джерела розчинної харчової клітковини для функціональних композицій і покращення харчових властивостей бобових залишків. Досліджено склад, характеристики та фізико-хімічні властивості борошна, виробленого з використанням окремих технологій фізичного впливу та комбінованих технологій обробки бобових відходів. При дослідженні як різних (ультратонкий помел, високий тиск, мікрохвильова, високотемпературна обробка), так і комбінованих технологій, вивчені залежності змін властивостей SDF, вмісту білка, мінералів, розміру частинок (скануюча електронна мікроскопія, SEM, електрофорез натрію додецилсульфат-поліакриламідним гелем, SDS-PAGE), інгібітору трипсину, від параметрів фізичних методів обробки. Визначено розчинність у воді, адсорбційну здатність жиру, катіонну адсорбційну здатність, кольоровість і білизну бобових залишків, а також водно-релаксаційні властивості, в’язкість, стабільність, динамічні реологічні властивості суспензії бобових залишків. Отримано опис процесів зміни досліджуваних параметрів. Отриманий результат використаний для вибору оптимальних параметрів комбінованої технології та для підвищення вмісту SDF у функціональному печиві при використанні борошна з бобових залишків. У роботі було застосовано декілька фізичних методів для підвищення вмісту SDF в бобових залишках; оптимальні умови для покращення якості SDF бобових залишків були визначені методом однофакторного експерименту. Було виявлено, що вміст SDF в бобових залишках, оброблених за допомогою ультратонкого помелу (U), високого тиску (HP), мікрохвильової печі (M), високотемпературного приготування (HTC) та їх комбінуванні (UHP, U-M та U-HTC), становив 15,15 ± 0,12 %, 10,40 ± 0,19 %, 13,84 ± 0,13 %, 13,87 ± 0,13 %, 18,86 ± 0,11 %, 19,23 ± 0,19 % та 16,89 ± 0,13 %, що було значно вищим, ніж у контрольному зразку на 6 % ± 0,2% відповідно. Доведено, що бобові залишки після їх обробки фізичними методами є джерелом розчинної харчової клітковини, а застосування комбінованих методів є перспективною тенденцією розвитку. Розроблено технології підвищення вмісту SDF бобових залишків. Визначено раціональні значення окремих параметрів і режими технологічних схем цих технологій. Вміст білка в бобових залишках аналізували методом AOAC. Встановлено, що при обробці різними фізичними методами вміст білка в бобових залишках після обробки U, HP, M і HTC знижувався з 23,46 % до 11,96 %, 16,30 %, 12,85 % і 13,09 % відповідно. При комбінованій обробці, особливо U-HP, вміст білка в бобових залишках зменшився ще більше. Було доведено, що вміст білка в бобових залишках значно знижувався після використання як різних фізичних методів обробки окремо, так і з використанням комбінованих методів. Як і очікувалося, деякі параметри були суттєво знижені (p < 0,05) за різних фізичних технологій порівняно з контролем; комбінована обробка мала найбільший вплив на розмір частинок бобових залишків. Розмір частинок бобових залишків був найменшим (69,52 мкм) після обробки U серед усіх досліджуваних методів оброблення. Однак серед усіх комбінованих технологічних методів найменший розмір частинок було отримано при U-HP (27,43 мкм). Було доведено, що комбіновані методи обробки ще більше покращили шорсткість часточок бобових залишків. Мінеральний вміст бобових залишків визначали методом індуктивно- зв'язаної плазмово-атомно-емісійної спектрометрії. Комбінація U-HP методів збільшила вміст Ca, Na, Fe, Ti та Sr., а комбінація методів U-M та U-HTC значно збільшила вміст K та Ca. Найвищий вміст Se та Sn було виявлено у зразках при обробці U, проте методи M та HTC зменшили вміст елементів K, Ca, Mg та Zn. Комбінування методів обробки сприяло підвищенню вмісту мінеральних елементів у дослідних зразках. Після обробки різними фізичними методами мікроструктура бобових відходів відповідала результатам розподілу частинок за розміром. Поверхня оброблених мікрочастинок бобових відходів була шорсткою, неправильною та повною отворів, порівняно з контрольними зразками (поверхня мала пухку структуру листа з багатьма складками, а пучок волокон мав упорядковану структуру). Обробка бобових залишків U та комбінованою обробкою показали сотову структуру та дрібний розподіл частинок, що покращило показники оброблених бобових залишків. Використання SDS-PAGE для визначення молекулярно-масового розподілу білків довело, що обробка U не впливає на вміст білкових субодиниць в бобових залишках. Обробка HP та U-HP мала певний вплив на молекулярну масу білка. Після обробки M та U-M білкові смуги з молекулярною масою понад 90 кД стали світлішими. Після обробки HTC та U-HTC білкові смуги повністю зникли. Було доведено, що обробка одним з методів M і HTC та комбінованими методами U-M і U-HTC мали великий вплив на молекулярну масу білка. Експериментально встановлено, що вплив нетеплових методів обробки (U, HP та U-HP) на зниження вмісту інгібіторів трипсину значно поступається впливу термічної обробки. HTC та U-HTC мали помітний вплив на інгібування активності інгібіторів трипсину, які були знижені з 7365 TIU/г до 1210 та 96 TIU/г відповідно. Це вказує на те, що термічна обробка ефективно знижує активність інгібітора трипсину. Були проведені дослідження щодо зміни розчинності у воді, здатності до набухання, здатності до поглинання жиру та катіонної адсорбційної здатності при переробці бобових залишків. Результати показали, що, обробка, як одним окремим методом, так і комбінована обробка значно підвищували розчинність бобових залишків у воді, але розчинність бобових залишків після комбінованої обробки була вищою, ніж після використання окремих методів обробки. Здатність до набухання та адсорбційна здатність бобових залишків була знижена, а результативність обробки одним окремим методом була вищою, ніж при комбінованій обробці. Адсорбційна здатність бобових залишків показала, що зразки, оброблені комбінованою технологією, містили менші частинки, тому вони мали більшу катіонну здатність до поглинання. Підтверджено, що попадання борошна з бобових залишків в кишковий тракт сприяє поглинанню Na+ і виведенню його з організму, тим самим знижуючи частоту серцево-судинних та інших захворювань, ефективність переробки бобових відходів збагачує їх застосування в харчових продуктах і покращує їх фізіологічну функцію. Релаксаційні властивості води в бобових залишках, оброблених різними фізичними технологіями, визначали за допомогою ядерного магнітного резонансу (НМР). Після обробки HTC, U-HP, U-M та U-HTC частка зв'язаної води в бобових відходах зросла, а частка нерухомої води зменшилась після регідратації. Площа піку бобових відходів, оброблених HP і HTC, дещо збільшилася. Крім того, вміст вільної води (A24) позитивно корелює з вмістом води (W %) висушених залишків. Для визначення в’язкості за допомогою експрес-аналізатора в’язкості готували суспензію бобових відходів. В'язкість суспензії бобових відходів знижувалася після різних методів обробки, особливо після комбінованої обробки. Однак лише М-обробка збільшувала в’язкість суспензії бобових залишків порівняно з контрольними зразками. Це свідчило про те, що в’язкість бобових залишків, оброблених за комбінованою технологією була низькою. Очевидно, що різні способи обробки можуть впливати на стабільність бобових залишків. Після витримки протягом 48 годин і 72 годин зразків, оброблених M, HTC і U-HTC було зареєстровано зараження мікробами, а об’єм надосадової рідини зменшився або зник. Однак бобові залишки під час обробки HP та U-HP були найбільш стабільними з незначними змінами об’єму супернатанту через 72 години. Через тиждень у кожній пробірці з’явився запах, що вказує на мікробіологічне забрудення. Таким чином, комбінована технологія може бути корисною в харчовій промисловості для збільшення терміну зберігання харчових продуктів. Динамічні реологічні властивості суспензії бобових залишків визначали за допомогою ротаційного реометра. Для порівняння, G′ і G′′ бобових залишків, оброблених U та HP, були нижчими, ніж у M та контрольних зразків, і вищими, ніж у зразків HTC та всіх комбінованих обробок. Однак, крім обробки M, HTC та всі комбіновані методи обробки (U-HP, UM та U-HTC) були на нижчому рівні, а тенденція зміни коефіцієнта втрат (tan δ) і G′′ мала ту саму тенденцію. Це вказувало на те, що комбінована обробка може зменшити зернистість волокна бобових залишків, але їх в’язкість і еластичність не збільшуються. Залишки бобових, оброблених термічними методами (M, HTC, U-M і U- HTC), мали нижчі значення L*. За винятком обробки U-HP, значення a* і b* інших видів обробки були значно вищими, ніж у контрольній групі. Обробка HP, M, HTC та U-HTC призвела до вищих значень ΔE (загальна різниця кольору) зразків. На індекс білизни (WI) також суттєво впливали різні методи фізичного впливу. Ці результати продемонстрували, що різні фізичні методи обробки мали певний вплив на кольоровість бобових залишків. Встановлено, що впровадження запропонованих комбінованих технологій обробки бобових відходів для виробництва печива є економічно доцільним. У цьому дослідженні комбінована технологія U-M була використана для отримання борошна з бобових залишків для хрусткого та твердого печива. Сила борошна, що використовується для приготування хрусткого печива (борошно з низьким вмістом клейковини) і твердого печива (борошно середнім вмістом клейковини), різна, але має постійну тенденцію щодо в’язкості тіста. Експериментально встановлено, що додавання борошна бобових залишків значно знижувало в’язкість тіста, і всі індекси демонстрували тенденцію до їх зниження (пікова в’язкість, мінімальна в’язкість, в’язкість при розриві, кінцева в’язкість, в’язкість зниження). Експериментальні результати показали, що додавання певної кількості борошна з бобових залишків може ефективно покращити желатинізуючу характеристику борошна та підвищити хрусткість печива. Вимірювання текстури тіста для хрусткого печива в аналізаторі текстури показало, що значення твердості збільшувалося при збільшенні вмісту бобових відходів у складі печива. Твердість становила 5019,95±114,01 г при додаванні 15 %, що на 54,78 % вище, ніж у контролі. Однак, при додаванні більше 20 % борошна бобових відходів твердість тіста знижувалася. Показано, що жувальність печива позитивно корелювала з твердістю та клейкістю. Зі збільшенням вмісту бобових залишків зменшилося значення L* та збільшилося значення a* хрусткого печива, що вказує на збільшення темного та жовтуватого кольору, значення b* зменшилися на 5-25% при додані борошна з бобових залишків. Що стосується кольору хрусткого печива, то він став темнішим (нижчий L*), більш червонуватим (вищі значення a*) і менш жовтуватим (нижчі значення b*), коли додавали борошно з бобових залишків, на 15-25%. Тенденція визначення була подібна до результатів аналізу хрусткого печива. Було доведено, що колір виробів може бути пов’язаний як із окремими інгредієнтами продукту, так і з кольором, який утворився внаслідок взаємодії інгредієнтів. Твердість хрусткого печива поступово збільшувалася зі збільшенням вмісту бобових залишків. Коли борошно бобових залишків додавали на 15%, твердість досягла максимуму 2328,49 N. При додаванні 20% борошна бобових залишків, твердість печива мала тенденцію до зниження. Твердість, клейкість і жування позитивно корелюють. Додавання борошна бобових залишків може ефективно покращити желатинізуючу характеристику борошна та підвищити хрусткість печива. Зі збільшенням частки борошна бобових залишків внутрішня структура печива сильно змінюється, пухирці повітря поступово збільшуються, а поверхня з дрібної стає шорсткою. Коли додавання борошна бобових залишків перевищило 20%, вершкове масло в тісті не може покривати частинки крохмалю, білки клейковини та волокна, присутні в борошні, що впливає на якість хрусткого печива. За характеристиками тіста та сенсорною оцінкою хрусткого печива максимальна кількість бороша бобових залишків становила 20%, що надавало печиву кращого смаку. Завдяки результатам однофакторних та ортогональних експериментів з тістом була отримана оптимальна формула хрусткого печива з бобовими відходами: 80 г борошна з низьким вмістом клейковини, 20 г борошна бобових залишків (після обробки U-M), 50 г вершкового масла, 20 г цукрової пудри, 5 г кукурудзяного крохмалю, 20 г жовтків, 1 г солі, 0,75 г розпушувача; випікання при 175 ℃ 11 хв. Хрустке печиво, приготоване за цією технологією, мало хрусткий смак, золотистий колір і приємний бобовий аромат. Сенсорна оцінка хрусткого печива з бобовими залишками склала 94 бали, а значення твердості – 1597,41 Н. Зі збільшенням додавання борошна з бобових відходів характеристики клейстеризації демонстрували значне зниження (р < 0,05). Пікова в’язкість зменшилась на 22,37%, мінімальна на 20,82%, а кінцева – на 20,22% порівняно з контрольною групою. Причина може полягати в тому, що бобові залишки мають сильну здатність поглинати воду і конкурують з крохмалем за поглинання води, в результаті чого крохмаль не може бути повністю клейстеризований. При реологічному аналізі бобові залишки підвищили в’язкість і еластичність твердого тіста. Зі збільшенням вмісту борошна бобових залишків твердість була вищою за контрольну. Найвища твердість становила 7464,53±219,99 Н, коли рівень додавання борошна з бобових залишків склав 12,5%, що на 86,27% вище за контроль. Ймовірно, це було пов’язано з тим, що клітковина і білок бобових залишків конкурують з борошном за вологу, таким чином, це сприяє утворенню глютену та спричиняє збільшення твердості тіста. Твердість, клейкість і жування позитивно корелюють. Тенденція визначення була подібна до результатів твердого тіста. Зі збільшенням вмісту борошна з бобових залишків зменшувалося значення L* (колір став темнішим) і збільшувалося значення a* (колір більш червонуватий) твердого печива, яке змінювалося від золотисто-коричневого до карамельного кольору. Під час випікання температура зовнішніх шарів продукту перевищувала 150 ºC, і відбувалася реакції Майяра та цукрової карамелізації, які відповідають за кінцевий колір скоринки. Параметри досліджуваних зразків продемонстрували збільшення твердості, когезії, клейкість, жувальної здатності печива порівняно з контролем. Твердість становила 4698,98±97,71 Н при рівні додавання борошна 12,5%, що на 53,75% вище, ніж у контролі. Показники клейкості печива з бобовими залишками були достовірно вищими за контрольні та становили (Р < 0,05). Однак значення показників розжовування печива з додаванням 2,5 % борошна з бобових залишків істотно не відрізнялися від аналогічних показників з 5 % доданого борошна (P > 0,05). Розжовувальна здатність становила 473,57±131,04 при рівні додавання борошна з бобових залишків 12,5%, що на 93,14% вище, ніж у контролі. Результати дослідження SEM також підтвердили, що борошно бобових залишків має певний вплив на твердість печива, що узгоджувалося з результатами TPA текстури печива. За характеристиками тіста та сенсорною оцінкою твердого печива оптимальна кількість бобових відходів становила 10 %, що надавало печиву кращого смаку. Завдяки результатам однофакторних і ортогональних експериментів з дослідження тіста була отримана оптимальна формула твердого печива з бобовими відходами: 90 г пшеничного борошна, 10 г борошна з бобових залишків (після обробки U-M), 30 мл води, 25 г цукрової пудри, 5 г крохмалю, 1 грозпушувача та 0,5 г солі, 20 г яєчного жовтка, 5 г соєвої олії; температуру випікання 195 ℃ тривалість випікання 8 хв. Сенсорна оцінка твердого печива з бобовими відходами склала 88 балів, а значення твердості – 4344,95 Н. Розроблено комплекс заходів для впровадження результатів дослідження на практиці. Встановлено, що впровадження запропонованого рецептурного складу та технології виробництва печива з бобовими відходами є економічно доцільним. Нові технології будуть застосовуватися в харчовій промисловості. |
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/10462 |
Розташовується у зібраннях: | Дисертації та автореферати |
Файли цього матеріалу:
Файл | Опис | Розмір | Формат | |
---|---|---|---|---|
Файл 1. Дисертація Ванг Фанг (1).pdf | 2,66 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.