КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 23-26-00134

НазваниеРазработка микробных заквасок с целью расширения ассортимента хлебобулочных изделий из нетрадиционных видов муки

Руководитель Иванова Вера Анатольевна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-301 - Технология пищевых продуктов

Ключевые слова хлебобулочные изделия, закваски, стартовые культуры, молочнокислые бактерии, дрожжи, ферментированные продукты

Код ГРНТИ62.09.39


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Хлеб и хлебобулочные изделия – физиологически необходимые компоненты в рационе человека. В России хлеб является продуктом повседневного спроса. По данным Федеральной службы государственной статистики хлеб занимает третье место по уровню потребления основных продуктов питания населением в стране. Повышение пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий является перспективным направлением в индустрии общественного питания. С этой целью в рецептуры включают сырье и добавки с высокой пищевой и биологической ценностью. Использование в производстве хлебобулочных изделий нетрадиционных видов муки (нутовая, гречневая, из зеленой гречихи, амарантовая, льняная и др.) - один из перспективных путей влияния на качественный состав пищевого рациона населения страны. Такие виды муки содержат значительное количество легкоусвояемых макро- и микронутриентов. Однако введение в рецептуры хлебобулочных изделий подобного сырья вызывает определенные сложности в технологии их производства. Это связано с тем, что новое альтернативное сырье значительно отличается от пшеничной и ржаной муки по составу углеводов, кислотности, количеству и качественному составу жира и белка, что в значительной степени влияет на процессы жизнедеятельности микроорганизмов, отвечающих за биоконверсию данного растительного сырья в составе изделий, и, как следствие, на качество тестовых полуфабрикатов и готовой продукции. Одним из основных способов решения данной проблемы является подбор уникального состава микробных заквасок для хлебобулочных изделий из нетрадиционных видов муки. Разработка и подбор подбор уникального состава микробных являются основой научной проблемой данного проекта. Закваски являются сложными культурами дрожжей и бактерий. Они значительно влияют на характерный вкус, текстуру и качество хлебобулочных изделий. Микроорганизмы, присутствующие в закваске, могут быть выделены из ингредиентов или подобраны из существующих коллекций микроорганизмов. Это открывает широкие исследовательские возможности. Научная новизна проекта заключается в разработке новой технологии хлебобулочных изделий с использованием нетрадиционных видов муки и специализированных микробных заквасок с целью расширения ассортимента хлебобулочных изделий и дальнейшего масштабирования разработанных в лабораторных условиях рецептур и технологий до промышленного уровня.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Публикации

1. Гурьев С., Иванова В., Коровянский В., Новиченко А., Костин И. Rheological properties of wheat dough with the addition of green buckwheat flour E3S Web of Conferences, Vol. 420, pp. 01010 (год публикации - 2023)
10.1051/e3sconf/202342001010

2. Новиченко А.А., Гурьев С.С., Коровянский В.С., Иванова В.А. Study of antimicrobial activity and fermentability of the yeast Wickerhamomyces anomalus in wheat dough E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 480. pp. 03018. (год публикации - 2024)
10.1051/e3sconf/202448003018

3. Сергеева А.В., Новиченко А.А., Иванова В.А., Гурьев С.С., Коровянский В.С. Evaluation of breadmaking potential of the yeasts Wickerhamomyces anomalus (CBS S605T) and Torulaspora delbrueckii (YIT3) E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences - 2024, Vol. 539, pp. 02037 (год публикации - 2024)
10.1051/e3sconf/202453902037

4. Коровянский В.С., Новиченко А.А., Иванова В.А., Гурьев С.С., Кондратьев М.А., Гудь В.А. Baking and rheological properties of alternative flour types Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» (год публикации - 2024)


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе исследования проведена разработка технологий микробных заквасок с применением нетрадиционных видов муки. Для этого проведена оценка возможности совместного применения исследуемых микроорганизмов в составе микробных заквасок. В результате произведённых посевов методом перпендикулярных штрихов было установлено отсутствие выраженного антагонизма между исследуемыми штаммами дрожжей и бактерий. При этом, установлен высокий уровень антагонизма штамма W. anomalus CBS S605T в отношении B. subtilis B-9865. Показано, что радиус зоны рестрикции вокруг лунок с W. anomalus CBS S605T в 21 раз превышает радиус зоны рестрикции вокруг лунок с промышленным штаммом хлебопекарных дрожжей. Изучено влияние различных заквасок на реологические свойства пшеничного теста с использованием фаринографа (Brabender). Фаринографические исследования показали, что все образцы теста, произведённые с применением заквасок, содержащих W. anomalus CBS S605T, показывают более высокие значения показателя консистенции, выраженного в единицах фаринографа, относительно контроля без W. anomalus CBS S605T. Данные о полученных результатах реоферментометрических исследований, а также результатах изучения газообразующей и газоудерживающей способности теста, производимого с применением заквасок на основе W. anomalus CBS S605T, учтены при разработке хлебобулочных изделий. На основании полученных данных, а также результатов контроля органолептических и физико-химических параметров ведения заквасок, оценки динамики изменения концентрации микроорганизмов в заквасках на основе различных видов муки, было выбрано два варианта заквасок для дальнейшего изучения. Закваска 1 - на основе муки из зелёной гречихи. Микробная композиция: W. anomalus CBS S605T + Lb. brevis BSG-002BL + Lb. plantarum BSG-017BL. Технология приготовления закваски включает приготовление водно-мучной смеси влажностью 55%, добавление культур бактерий, суспензии дрожжей, проведение двух освежений закваски водно-мучной смесью влажностью 55% в пропорции 1:1 к закваске через каждые 24 часа с получением итогового заквасочного полуфабриката через 24 часа после последнего освежения. Закваска 2 - на основе муки из бурого риса. Микробная композиция: W. anomalus CBS S605T + Lb. brevis BSG-001BL + Lb. brevis BSG-002BL + S. cerevisiae RCAM 01995. Технология приготовления закваски включает приготовление водно-мучной смеси влажностью 55%, добавление культур дрожжей и бактерий, получение заквашенного полуфабриката путём двукратного освежения закваски водно-мучной смесью в соотношении 1:2 каждые 24 часа с получением итогового заквасочного полуфабриката через 24 часа после последнего освежения. Для оценки вкусоароматического профиля заквасок проведено количественное определение метаболитов, синтезируемых микроорганизмами закваски. Оценено содержание основных органических кислот (молочная, лимонная, уксусная) методом ВЭЖХ, а также содержание легколетучих компонентов ГХ методами. Анализ полученных результатов показал, что закваски демонстрируют значительное накопление молочной и лимонной кислот. В заквасках идентифицированы высшие спирты (1-пропанол, 2-пропанол, изобутиловый и изоамиловый спирты), сложные эфиры (метилацетат (следы), этилацетат, этиллактат) и уксусный альдегид. Суммарное содержание сложных эфиров в разработанных заквасках превышает их содержание в контрольном образце (полуфабрикате, полученном с использованием только культуры хлебопекарных дрожжей) в 5 - 13 раз, что аналитически подтверждает особый вкусоароматический профиль разработанных заквасок. Проведено исследование качества и безопасности разработанных хлебопекарных заквасок. Проведенные исследования показали, что закваски 1 и 2 соответствуют всем требованиям безопасности, установленным ТР ТС 021/2011 для полуфабрикатов хлебопекарных. Полученные результаты органолептических и физико-химических испытаний учтены при разработке проектов ТУ и ТИ на закваски. Разработаны рецептуры хлебобулочных изделий с использованием нетрадиционных видов муки и новых микробных заквасок. 1) Хлеб из зеленой гречихи. В состав теста входят: мука гречневая из зеленой гречихи 57,6 кг, закваска 7,6 кг, дрожжи прессованные 1,7 кг, сахар 2,6 кг, соль 1,3 кг, вода 29,2 кг. 2) Хлеб амарантовый. В состав теста входят: мука амарантовая 35,3 кг, мука из бурого риса 7,6 кг, закваска 15,1 кг, сахар 2,0 кг, 0,9 кг соль, 0,8 кг эмульгатор, 0,5 кг карбоксиметилцеллюлоза, 37,8 кг вода. Разработанные рецептуры позволяют получить продукт с улучшенными вкусоароматическими характеристиками и высокой устойчивостью к возбудителю картофельной болезни B. subtilis. Для разработанных изделий проведены испытания по определению сроков годности. Установлено, что срок годности разработанных хлебобулочных изделий при поддержании равномерной температуры не ниже +6, не выше +28 ⁰С и относительной влажности воздуха не более 85% составляет не менее 3 суток с учетом коэффициента резерва (1,5). Результаты дополнительных исследований по оценке влияния заквасок на основе W. anomalus CBS S605T на сохранность хлебобулочных изделий, зараженных B. subtilis, показали устойчивость опытных образцов на закваске к B. subtilis в течение 3 суток. На основании требований ГОСТ Р 51740-2016, ГОСТ 55972-2014, ТР ТС 021/2011, ТР ТС 022/2011, ТР ТС 029/2012 разработаны проекты нормативно-технической документации (ТУ и ТИ) на 2 микробные закваски и 2 хлебобулочных изделия из нетрадиционных видов муки на их основе. На основании результатов проведенных исследований составлены паспорта штаммов, перспективных к применению в хлебопечении. Штаммы задепонированы в Сетевой биоресурсной коллекции в области генетических технологий для сельского хозяйства Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии». Результаты проведенного патентного исследования использованы при разработке пакета документов, на основании которого подана заявка (№2024136467) на патент “Способ производства хлеба из безглютеновой муки”. В ходе выполненных в отчетном периоде работ достигнуты все запланированные результаты.

 

Публикации

1. Гурьев С., Иванова В., Коровянский В., Новиченко А., Костин И. Rheological properties of wheat dough with the addition of green buckwheat flour E3S Web of Conferences, Vol. 420, pp. 01010 (год публикации - 2023)
10.1051/e3sconf/202342001010

2. Новиченко А.А., Гурьев С.С., Коровянский В.С., Иванова В.А. Study of antimicrobial activity and fermentability of the yeast Wickerhamomyces anomalus in wheat dough E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 480. pp. 03018. (год публикации - 2024)
10.1051/e3sconf/202448003018

3. Сергеева А.В., Новиченко А.А., Иванова В.А., Гурьев С.С., Коровянский В.С. Evaluation of breadmaking potential of the yeasts Wickerhamomyces anomalus (CBS S605T) and Torulaspora delbrueckii (YIT3) E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences - 2024, Vol. 539, pp. 02037 (год публикации - 2024)
10.1051/e3sconf/202453902037

4. Коровянский В.С., Новиченко А.А., Иванова В.А., Гурьев С.С., Кондратьев М.А., Гудь В.А. Baking and rheological properties of alternative flour types Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» (год публикации - 2024)


Возможность практического использования результатов
Результаты проекта могут быть использованы создания новой или усовершенствования производимой продукции (безглютеновых хлебобулочных изделий и других специализированных продуктов питания), продуктов, востребованных для питания особых групп населения.