2.2. Методи дослідження

Методи дослідження якості борошна та іншої сировини.

Борошно, що використовувалось в дослідах аналізували за наступними показниками: визначили масову частку вологи ГОСТ 9404-60, кислотність за ГОСТ 27493-87, хлібопекарські властивості за загально прийнятими методиками визначення [176].

Хлібопекарські властивості борошна характеризували за силою борошна, кількістю та якістю клейковини, газоутворювальною здатністю, здатністю утворювати тісто з певними структурно-механічними властивостями.

Масову частку клейковини визначали за ГОСТ 27839-88. Якість клейковини визначали за опором деформації стискання на приладі ІДК-2, а також розтяжністю над лінійкою і гідратаційною здатністю, яку розраховували, визначивши масову частку вологи клейковини на приладі ОВТ-1 [153]. Газоутворювальну здатність борошна визначили на приладі АГ-ІМ. Показники якості пресованих дріжджів, а саме підйомну силу, кислотність, визначили за ГОСТ 171-81. Зимазну та мальтозну активність пресованих дріжджів визначили на приладі Єлецького.

У пектиновмісних порошках визначали кислотність методом титрування суспензії з 1 г порошку і 50 мл води в присутності фенолфталеїну, рН визначили на приладі рН -150М, вміст білків – методом Кьєльдаля, цукрів – йодометричним методом, зольність – загальноприйнятим методом спалювання наважки в 1 г [176].

Дисперсність порошків визначали за їх питомою поверхнею, яку визначили за методом теплової десорбції аргону (ГОСТ 23401-90).

Вміст пектиновмісних речовин в порошках визначили по пектату кальцію, ступінь метоксильованості – титрометричним методом.

Кількість клітковини геміцелюлози визначали за методом описаним у [176]. Амінний азот визначали за методом описаним у [145].

Водопоглинальну здатність пектиновмісних порошків визначили за співвідношенням маси поглинутої води і початкової маси наважки. Виражали в % на сухі речовини.

Способи приготування тіста.

Тісто готували опарним і безопарним способами залежно від умов досліду. Замішування опари і тіста здійснювали на тістомісильній машині ЛТ-900 з частотою обертання місильного органу 1с-¹. Інтенсивність замішування регулювали зміною тривалості замішування. Тістові заготовки формували руками. Вистоювання тістових заготовок здійснювали у термостаті при температурі 38±2 ºС і відносній вологості 78±2%. Хліб випікали в печі ЕШ-3 при температурі 220ºС.

Конкретні умови технологічного режиму залежно від мети досліджень викладені у відповідних розділах роботи.

Методи визначення якості напівфабрикатів.

Масову частку вологи напівфабрикатів визначили на приладі ОВТ-12, титровану кислотність контролювали після замішування напівфабрикату і в кінці бродіння. Вміст цукрів в тісті визначали прискореним йодометричним методом і виражали в процентах до сухих речовин тіста в перерахунку на мальтозу [176]. Нелеткі органічні кислоти визначили за методом Н.Княгинічева і Г.Дерновської –Зеленцової [148].

Вміст і якість сирої клейковини в тісті визначали загальноприйнятим методом [153]. Леткі кислоти з тіста вилучали методом відгонки в потоці водяного пару, відтитровували 0,1моль/дм³ розчином NаОН по фенолфталеіну [176].

Підйомну силу напівфабрикатів визначили методом А.І.Островського за спливанням кульки [166]. Кількість дріжджових клітин у напівфабрикатах підраховували за допомогою камери Горяєва [176].

Газоутворювальну здатність 100 г напівфабрикатів визначали за кількістю СО₂, що виділився в процесі бродіння, волюмометричним методом на приладі АГ-ІМ за методикою [166].

Газоутримувальну здатність тіста визначали по зміні питомого об’єму 50 г тіста, що знаходилось у циліндрі на 250 см³ при температурі 30ºС в термостаті. Дослідження проводили до початку опадання тіста.

Структурно-механічні властивості тіста визначили за допомогою валориграфа ОА-203 (Угорщина) за загальноприйнятою методикою [61]. Пружно-еластичні властивості тіста оцінювали за допомогою альвеографа фірми “Шопен”, Франція [111]. З метою характеристики його в’язко-пластичних властивостей визначили ефективну в’язкість модельного зразку тіста вологістю 60 % на ротаційному віскозиметрі Реотест – 2 [63].

При її визначенні застосовували циліндр S, D_ч= 1,0-437,4 с^-¹

Ефективну в’язкість розрахували за формулою:

η = I_ч /D_ч, кПа·с (2.1)

де І_ч - напруга зсуву, кПа;

D_ч - швидкість зсуву ротора, с^-¹

Напругу зсуву визначили за формулою:

I_ч = Z · а, кПа (2.2)

де Z – константа циліндра (Z = 5,97; Па), а – покази приладу.

За отриманими даними будували криві течії: η =f ( I_ч ).

В’язко - пластичні властивості тіста оцінювали також за розпливанням кульки із 100 г тіста при температурі 30ºС протягом 3-х годин [149].

Мікроструктуру тіста досліджували за допомогою електронного скануючого мікроскопу ІЕОL JSMM-200. Зразки готували шляхом заморожування, напилювання вуглецю у вакуум-камері на зразок висушеної проби.

Методи визначення якості хліба.

Органолептичні показники якості хліба, питомий об’єм, формостійкість, вологість, пористість, кислотність визначали за стандартними методиками, а саме вологість за ГОСТ 21094-75, кислотність за ГОСТ 5670-51, пористість за ГОСТ 5669-51.

Тривалість збереження хлібом свіжості контролювали за стисненням м’якушки на пенетрометрі, виражали в одиницях шкали пенетрометра АП 4/1, а також по його набухаємості і крихкуватості [145, 166].

Зміни форм зв’язку вологи у м’якушці хліба протягом 48 годин його зберігання визначили термографічним методом визначення зв’язаної вологи на дериватографі Q-1000 в діапазоні температур 20-200ºС. Зразки хліба масою 1г нагрівали зі швидкістю 1,25ºС за хвилину.

Дериватограми аналізовали за методикою, розробленою А.М.Литвиненко [104].

Про вміст ароматичних речовин в хлібі судили по кількості бісульфітзв’язуючих сполук, визначених за методикою розробленою Р.Р.Токаревою і В.А.Кретовичем [145].

Вміст цукрів визначали прискореним йодометричним методом [166].

Комплексоутворювальну здатність хліба з пектиновмісними порошками визначали полярографічним методом за ГОСТ 26932-86.

Вміст мінеральних речовин у хлібі визначали на рентгенофлуоресцентному аналізаторі (РФА), “Elva-Х”.

Харчову цінність хліба оцінювали за інтегральним скором. Хімічний склад хліба розраховували, використовуючи таблиці хімічного складу [171]. При розрахунках користувались “Тимчасовими методичними вказівками розрахунку хімічного складу хлібобулочних виробів”, розробленими ВНДІХП. Дослідження проводили в 3-5 повторностях. Решта методів досліджень приведена у відповідних розділах роботи.

Обробка експериментальних даних.

Експерименти проводили в 3 - 5 кратній повторності. Результати експериментальних даних обробляли методом математичної обробки з визначенням коефіцієнта варіації і критерія Ст’юдента. Для визначення похибки застосовували метод математичної статистики. Визначили середнє арифметичне значення показника, квадратичне відхилення результату від його середнього арифметичного (умовно дійсного) значення. Визначали також коефіцієнт варіації [106].

Умовно дійсне значення розраховували за формулою:

(2.3)

де n - кількість значень одержаних в дослідах;

х - поточне значення показника.

Для оцінки величини похибки відносно середнього арифметичного визначали коефіцієнт варіації (V,%) за формулою:

V=S · 100/Х (2.4)

Середньо-квадратичне відхилення (S) визначали за формулою:

(2.5)

Результати вимірювань записували таким чином Х+S, тобто дійсне значення показника досліду, що визначається вар’їрує у межах Х+S.

Оцінку ймовірності результатів одержаних в різних умовах досліду перевіряли за допомогою критерію Ст’юдента. Порівнювали розрахункову величину його критерію t р з табличною t т .

Розрахунковий критерій Ст’юдента визначали за формулою:

(2.6)

Табличне значення критерію Ст’юдента визначали виходячи із ступеню свободи (n-1) і рівня ймовірності а=0,95 і “рівня значущості” (1-а) - 0,05. Про адекватність результатів свідчило виконання умов, при яких t_р<t_т.

Методи математичного моделювання, що застосовувались в роботі.

З метою визначення оптимального технологічного режиму виготовлення хліба з пектиновмісними порошками застосовували методику експериментально статистичного моделювання.

За допомогою моделей можна прогнозувати оптимальний рецептурно-технологічний режим, вплив окремих факторів на параметри технологічного процесу і якість виробів.

Математичні моделі одержували плануванням повного факторного експерименту (ПФЕ 2³), тобто плану експерименту з взаємозалежними змінними величинами.

Такі задачі відносяться до класу “Технологія-Властивість“ (Т-Q). В планах повного факторного експерименту за критерій оптимальності приймається вихідна величина У, а за вхідні змінні параметри Х - певні параметри технологічного процесу.

При вирішенні задач класу (Т-Q) використовують симплекс-симетричні плани, а саме Д-оптимальні плани, особливістю яких є широкий діапазон точок плану, що охоплює всю область факторного простору, висока ступінь апроксимації експериментальних даних отриманими математичними залежностями, достовірність прогнозування критерію оптимальності [28].

Для отримання рівняння регресії використовують метод найменших квадратів. Для аналізу адекватності використовують основні положення дисперсійного аналізу.

Гранична інтерпретація результатів моделювання для задач класу (Т-Q) – це діаграми типу “квадрат на квадраті” для чотирьох досліджуваних факторів.